Procédé et dispositif permettant d'obtenir une'tension continue
proportionnelle à une fréquence.
Il est connu que l'on peut réaliser des in dicateurs de fréquence ou de vitesse à partir de dispositifs à saturation magnétique.
Toutefois, ces dispositifs ne sont pas complètement indépendants de la tension d'alimen- tation, parce que l'induction magnétique croît toujours en fonction du champ.
D'ailleurs il ne peut en être autrement, car pour des champs extrêmement élevés, le flux d'induction s'accroît toujours au moins du flux inducteur.
La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif indicateur de fré- quenoe permettant d'obtenir une tension continue proportionnelle à la fréquence à mesu- rer. Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce que l'on fait agir, sur un instru- ment de mesure approprié, la résultante de deux impulsions de courant, simultanees et de sens opposés produites, à chaque alternance du courant dont la fréquence est à mesurer, dans deux organes, l'un sature, l'autre non saturable, de sorte que'l'impulsion émise par ce dernier compense pratiquement l'influence exercée sur l'autre impulsion par la variation de la tension de la source de cou- rant et que,
après redressement éventuel des imputions, la quantité totale d'électricité résultante, étant proportionnelle à la foré- quence, donne la mesure de cette fréquence.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le circuit dont la fréquence est a, mesurer comporte une impédance ou une résistance et alimente en série les enroulements primaires de deux transformateurs, l'un saturé, l'autre non saturable, les enroulements secondaires de ces transformateurs étant montés en opposition dans un circuit comprenant un redreseeur de courant et un instrument de mesure dont l'équipage mobile possède une grande inertie vis-à-vis de la fréquence des impulsions.
Des formes d'exécutions, de l'objet de l'in- vention sont representees, à titre d'exemple, au dessin ci-annexé.
La fig. 1 montre le principe du dispositif suivant l'invention, la fig. 2 montre une courbe d'induction et la fig. 3 représente une variante du dispositif de la fig. 1. La fig. 4 montre schématiquement un mode de réalisation de l'objet de l'invention, et la fig. 5 représente de façon schématique un exemple d'application de l'invention à la télémesure, en vue de l'addition ou de la soustraction de deux fréquences.
Dans la fig. 1, une source de tension continue 1-2 alimente, par le oommutateur 3, une résistance 4 montée en série avec un premier transformateur 5 à circuit magnétique bien fermé pour en permettre la saturation facile. LTn second transformateur 6, à circuit magnétique non saturable, avec entrefer par exemple, a son enroulement primaire en série avec celui du transformateur 5 dans le circuit de la source 2-3. Les circuits secon- daires des transformateurs 5 et 6 sont montés en opposition et l'ensemble alimente une chargeconstituéeici par un appareil de mesure 7, par exemple. Le courant i qui circule dans le circuit primaire 5 est tel qu'il sature le circuit magnétique.
Le point de fonctionnement serait, par exemple, en A (fig. 2). Si l'on coupe le circuit en manoeuvrant le commutateur 3, l'extra-courant de rupture produira par induction une impulsion dans l'ap- pareil de mesure. Si le transformateur 6 n'était pas en circuit, il passerait dans 7 une quantité d'électricité n B S
R
n = nombre de spires du secondaire,
S section du circuit magnétique,
1 ? = resistanee du circuit,
B =induction, dont la valeur est représentée par l'ordonnée du point A.
Si l'induction B est constante lorsque le champ H varie, la quantité d'électricité Q devient Indépendante du champ H, c'est-à- dire du courant i. En fait, comme la courbe d'induction n'est pas parallèle à l'axe du champ (fig. 2), l'indépendance n'est pas réa- lisée, même si le circuit magnétique est fait avec des tôles à haute permeabilite. L'exa- men de la fig. 2 montre que l'on peut faire passer par le point A une droite B D, pra tiquement parallèle à la courbe.
Alors, pour des champs variant de H1 à H2, la différence entre la courbe et la droite est très faible Si l'on, traoe une droite 0 C, paral- lèle à la droite BD, celle-ci représente la caractéristique d'un système non saturable.
La différence E F entre les ordonnées de ces deux caractéristiques est pratiquement constante de Ni à H2.
Dans la fig. 1, le transformateur 6 donnera une contre-impulsion proportionnelle au champ. Il réalise donc la droite 0 C. L'impulsion résultante dans l'appareil 7 devient pratiquement indépendante du courant i. On peut même faire en sorte, par des réglages convenables, que l'impulsion diminue lorsque ! e courant d'excitation augmente. Le transformateur de compensation peut être remplacé par tout autre dispositif donnant une impulsion proportionnelle au courant. Ainsi, dans la fig. 3, les repères 1, 2, 3, 5, 7 ont la même signification que dans la fig. 1, l'impulsion compensatrice est donnée par la décharge de la capacité 8 dans'la résistance 9.
On pourrait naturellement trouver bien d'autres couplagesdecompensation sans mo difier le principe qui vient d'être expose ; l'utilisation est la suivante :
Si l'on alimente le circuit des fig. 1 et 3 par du courant alternatif et si l'appareil de mesure est précédé d'un petit redresseur (non figuré), on note que la quantité d'électricité qui circule est bien proportionnelle à la fré- quence. En effet, à chaque inversion du cou- rant dans le circuit primaire des transformateurs, le groupe des transformateurs 5 et 6 débite une quantité d'électricité constante ; pour n inversions, on a n quantités d'elec- tricité identiques.
La résistance 4 limite l'intensite du courant, qui ne manquerait pas d'augmenter au moment de la saturation du transformateur principal. La fig. 4 montre, i titre d'exemple, une réalisation pratique dans laquelle, on utilise des lampes', des pen thodes de préférence, dont la résistance interne remplace la résistance destinée à limiter le courant.
Dans la fig. 4, 10 et 11 sont deux penthodes montées en push-pull, à la manière habituelle. Les grilles'de commande sont excibees par le transformateur 12, et des résistances 13b, 14 limitent le courant de grille. Les tensions de grille présentent alors un palier tout à fait favorable à l'i. ndépen- dance du système par rapport à 1"amplitude de e la tension qui agit sur le primaire du transformateur 1S, tension dont on veut me surer la fréquence. Le transformateur 15 est le transformateur non saturé. Les transfo- mateurs 1'6 et 17, représentés comme distincts, mais qui sont en réalité bobinés. sur le même noyau, sont par contre saturés.
On notera l'inversion des'connexions des circuits primaires. Les secondaires sont montés en série et. travaillent sur une valve biplaque 18. La résista. noe d'utilisation est figurée en 19, elle est reliée, d'une part, au filament de la lampe redresseuse 18 et, d'autre part, au point milieu du transformateur 15. Aux bornes de ce dernier se trouvent, en série, la a résistance 20 et le condensateur 21.
Le groupe des lampes push-pull 10-11 fait passer dans les primaires des t. ransfor- mateurs des courants à peu près rectangu- laires parce que l'amplitude de la tension d'attaque des grilles est élevée. Le système don. ne des impulsions compensées successivement sur chacune des anodes de la lampe 18.
Le courant est redressé et la résistance ne re çoit que les impulsions de même sens. Le condensateur 21 a pour rôle d'etaler l'impul- sion de compensation et de la mettre en oppo sition avec l'impulsion principale issue du tra. nsfarmateur sature. Il decalage des im- pulsions engendrées pa. r les transformateurs provient de leur différence de saturation. La résistance 20 permet de régler alors facilement l'amplitude de la, compensation.
Si l'on place, en série avec la résistance 19 un appareil de mesure (non représente) dont 1'quipage mobile possède une grande inertie visà-vis de la-fréquence des impulsions, cet appareil de mesure indique la valeur moyenne de la qua. ntité d'é1ectricité qui cir- cule dans la résistance 19. Si l'on désire avoir une tension bien filtrée pour alimenter d'autres appareils qui exigent une tension continue, on montera un filtre quelconque, par exemple celui constitué par une résis- tance 212 et un condensateur 236 Naturellement, l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit n'est pas limitatif ; par contre, on voit qu'il se rapporte au schéma, de la fig. 1.
Cet appareil peut donc servir à indiquer directement la frequence, tout en. restant indépendant de la tension d'excitation du système, pourvu cependant que cette tension dépasse un certain seuil.
Ce dispositif est spécialement utilisable dans les récepteurs de télémesure. Dans ce cas, on désire souvent n'avoir des indications qu'e. ntre deux fréquenoes, pa. r exemple 25-50'ou 100-200. Souvent on désire aussi pouvoir additionner des mesures ou les retrancher l'une de l'autre. La fig. 5 montre un exemple de réalisation d'un montage à cet effet. Un premier dispositif recepteur oom- porte un transformateur saturé 30'et un transformateur non saturé 31 ; 32'désigne un redresseur, 33'la, résistance d'utilisation de très'forte valeur devant, celle des appareils de mesure ; 34 désigne l'appareil'recevant la mesure pa-rtielle et 3'5 L'appareil totalisateur.
Un second dispositif récepteur en parallèle a. le premier, comporte les. transformateurs 36 (saturé) et 37 (non saturé), le redresseur 38, et l'appareil, de mesure partielle 39. Le courant moyen, qui correspond à la fréquence minimum et qui circule dans les appareils 34 et 35 du première système, est compensé par la source 40 et la résistance 41. Dans le deuxième récepteur, le courant de fréquence minimum est compensé par la résistance 42.
On voit que, si le redresseur 312 laisse passer un courant i ayant le sens indiqué par la flèche, la polarité de la source 40 est telle que cette source débite dans les appareils de mesure 34 et 35 un courant de signe oon- traire au courant i. On peut évidemment modifier le schéma pour obtenir la soustraction des mesures, mais il faut alors deux sources de compensation. On ne changerait rien au principe de l'invention si on utilisait des lampes à gaz au lieu de lampes trigrilles, dans le but de travailler avec une intensité plus élevée.
REVENDICATIONS :
I. Procédé permettant d'obtenir une ten sion continue proportionnelle à une frequence, caractérisé en ce que l'on fait agir, sur un instrument de mesure approprié, la résultante de deux impulsions de courant simultanées et de sens opposés produites, à chaque alternance du courant dont la frequence est à mesurer, dans deux organes, l'un sature l'autre non saturable, de telle sorte que l'impulsion émise par ce dernier com- pense l'influence exercée sur l'autre impul- sion par la variation de la tension de la source de courant et que la quantité totale d'électricité résultante,étantproportionnelle à la fréquence, donne la mesure de cette fré- quence.