Microscope photo-électrique pour la lecture de la graduation d'une règle de précision.
II existe des mieroseopes photo-électriques pour la lecture de la graduation d'une règle de précision.
Ces microscopes comportent un ensemble optique de visée, une cellule photo-électrique, un dispositif de lecture, un repère et un dé- lecteur faisant osciller périodiquement l'axe optique de part et d'autre d'une position médiane fixe, afin de provoquer, à chaque coïnci- dence du repère avec l'image de la graduation, des variations successives de l'éclairage de la cellule photo-électrique qui engendrent des impulsions électriques actionnant le dispositif de lecture qui indique la position relative de la graduation par rapport à la position médiane fixe de l'axe du dispositif optique de visée.
Dans les microscopes photo-électriques connus, le dispositif de lecture est basé sur le principe du stroboscope et comporte une graduation tracée sur un disque rotatif, rendue visible par des éclats instantanés de lumière commandés par les impulsions électriques provenant de la cellule photo-électrique. La gra duation tracée sur le disque rotatif apparaît ainsi comme si elle était immobile dans l'espace et sa position momentanée est observée à l'oeil nu par rapport à un index fixe.
Avee un tel dispositif de lecture, le grossissement est limité, par le rapport de la vitesse périphérique de la graduation rotative, à la vitesse linéaire du déplacement de l'image sur la grille du microscope. La graduation rotative devant tourner en synchronisme avec le mouvement de balayage imprimé à l'image par le déflecteur, le grossissement est done fonction du diamètre de la graduation rotative.
En conséquence, il n'est pas possible de réaliser de très forts grossissements car, d'une part, la graduation rotative devrait présenter un diamètre excessif et, d'autre part, la briè- veté des éclats émis par une lampe à décharge ne serait pas suffisante pour fixer dans l'espaee une graduation tournant à une très grande vitesse périphérique.
La présente invention élimine l'inconvé- nient cité. Elle concerne un microscope photoélectrique qui se caractérise par le fait que ledit dispositif de lecture comporte un instrument de mesure de courant continu, relié à une source de courant continu par l'intermé- diaire d'un commutateur actionné par un dispositif de commande sensible aux impulsions de courant provenant de la cellule photoélectrique et provoquant, à chaque coïncidence de l'image d'un trait de la graduation avec le repère, une inversion du sens de l'écoulement du courant dans l'instrument de mesure, de sorte que, la tension de la source restant de valeur constante, l'équipage mobile de l'ins- trument de mesure prend une position d'équi- libre,
fonction de la différence entre les durées des écoulements, dans un sens et dans l'autre, du courant à travers l'instrument de mesure, durées qui ne sont égales que dans le cas où la graduation de la règle est centrée sur la position médiane fixe de l'axe optique oscillant.
Le dessin annexé montre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du microscope photo-électrique selon l'invention.
La fig. 1 donne le schéma électrique général du microscope photo-électrique.
La fig. 2 donne le schéma électrique d'une forme d'exécution du commutateur.
Les fig. 3 et 3b sont des diagrammes montrant graphiquement le processus du fonc- tionnement.
Le microscope photo-électrique suivant la fig. 1 présente un objectif 1 projetant une image d'une graduation 2 sur un écran 4 qui présente un repère constitué par plusieurs fentes rectilignes équidistantes et qui, par conséquent, a la forme d'une grille. Cette image est rendue oscillante par rapport aux fentes de la grille, par l'action d'un déflecteur constitué par une lame de verre 3 solidaire d'une bobine 6 parcourue par un courant alternatif.
Dans une variante d'exécution, l'écran pourrait ne comporter qu'une seule fente rec- tiligne.
La bobine 6, articulée par rapport à un bâti par l'intermédiaire d'organes élastiques, est placée dans le champ magnétique d'un aimant 7, de sorte que le courant la traversant lui imprime un mouvement d'oscillation entretenu à la fréquence du réseau. Les rayons lumineux provenant de l'objectif 1 sont réfractés par la lame 3 dont la position angu- laire est incessamment variable par rapport à l'axe optique du système, de sorte que l'image de la graduation 2 oscille dans le plan de la grille 4 et balaie cette dernière.
La grille 4 est disposée de telle manière que la position de ses fentes corresponde à celle de l'image des traits de la graduation 2, lorsque l'un de ces traits se trouve sur l'axe optique 0 du microscope et que la lame de verre 3 du déflecteur est perpendiculaire à cet axe optique. Dans ces conditions, par suite de l'action du déflecteur, l'image de la graduation 2 balaie symétriquement la grille 4 par rap- port à ses fentes.
Une cellule photo-électrique 5, placée der rière la grille 4, capte les rayons traversant ses fentes. Cette cellule 5 engendre des impul- sions de courant d'allure progressive, lorsque la quantité de lumière captée subit une flue- tuation, c'est-à-dire lorsque, au cours du mouvement de balayage, l'image des traits de la graduation 2 passe sur les fentes de la grille 4. Que les traits de la graduation apparaissent en noir sur fond réfléchissant ou en clair sur fond sombre, le passage de l'image de ces traits sur les fentes produit toujours une flue tuation de la quantité de lumière les traversant et, par conséquent, l'émission, par la cellule photo-électrique 5, d'impulsions éleetriques.
Ces impulsions d'allure progressive, c'est- à-dire dont l'intensité augmente progressivement pour atteindre un maximum, puis diminue progressivement jusqu'à zéro, sont amplifiées par un amplificateur 10 à tubes électroniques de type connu, puis transformées par un relais à action instantanée 11 de type connu en impulsions d'extrêmement brève durée.
Tous les organes et éléments mentionnés ci-dessus étant connus et utilisés dans les microscopes photo-électriques actuellement en usage ne seront pas décrits plus en détail ici.
Le dispositif de lecture comporte au moins un commutateur 12, représenté symboliquement en fig. 1 et commandé par le relais 11, ainsi qu'un instrument de mesure 13, relié à une source de courant continu 18 par l'inter- médiaire de ce commutateur 12. Cet instrument de mesure 13 est du type à courant continu et présente une forte inertie (tel un galvanomètre balistique par exemple).
Dans une variante d'exécution, on pourrait interealer éventuellement, entre le commutateur 12 et l'instrument de mesure 13, un filtre 14 constitué, par exemple, par une ou plusieurs selfs branchées en série avee l'ins- trument de mesure ou par un condensateur branché en parallèle sur celui-ci, ou encore par une combinaison de selfs et de condensateurs. Un tel filtre 14 permet d'amortir les chocs engendrés lors de la commutation et résultant du fonctionnement du commutateur 12.
La fig. 2 montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du commutateur 12. Dans cet exemple, le commutateur est un commuta- teur électronique, mais il est évident que celui-ci pourrait être remplacé par un commutateur électromécanique ou autre type de commutateur permettant d'inverser brusquement le sens du courant parcourant l'instru- ment de mesure et dont le fonctionnement peut être commandé par un dispositif de com- mande sensible aux impulsions électriques émises par la cellule photo-électrique 5.
Le commutateur représenté en fig. 2 eomporte deux thyratrons 16a et 16b dont les grilles ga, gb sont reliées, par l'intermédiaire de résistances 15a et 15b, aux deux extrémités de l'enroulement secondaire 20 d'un transformateur T dont l'enroulement primaire 21 est alimenté par le réseau 8 qui alimente le dé- lecteur. L'enroulement secondaire 20 comporte une prise médiane m reliée au relais 11.
La plaque I) b dii thyratron 16b est reliée à la borne e de l'instrument de mesure 13, tandis que la plaque pa du thyratron 16a est reliée à la borne r de l'instrument de mesure.
Les plaques pb et pa. sont reliées entre elles par un condensateur 17 et connectées au pôle positif d'une source 18 de tension constante par l'intermédiaire de résistances 19b et 19a de même valeur. Le pôle négatif de cette source 18 est relié à la masse ainsi qu'aux cathodes t (t en parallèle, des deux thyratrons.
Le fonctionnement du commutateur décrit en référence à la fig. 2 du dessin annexé est le suivant :
Le transformateur T étant alimenté par le réseau 8 alimentant la bobine 6 du déflecteur, il s'ensuit que ce transformateur fait naître sur les grilles gft et (/7) des tensions alternatives en phase avec le mouvement oscillant pé- riodique du déflecteur. A tout instant, les ten sions appliquées aux grilles ga et tqb sont de signe contraire.
La polarisation incessamment changeante des grilles g et gb étant ainsi liée au sens du mouvement du déflecteur et par conséquent au sens du mouvement de balayage sur la
grille, eeei définit le sens de déplacement de
l'aiguille de l'instrument de mesure par rap
port à celui de a graduation visée par le e
microscope.
A la mise en marche de l'appareillage, les deux thyratrons étant déclenchés, la grille
de l'un est portée à une tension positive, la grille de l'autre à une tension négative. La
première impulsion émise par le relais 11 attaque les deux grilles ga et gb simultanément, mais il est évident que celle de ces grilles qui est déjà portée à une tension positive par le transformateur T atteindra plus rapidement que l'autre la tension d'enclenchement. Dès que le thyratron 16a, par exemple. s'enclenche, il se produit une chute de tension aux bornes de la résistance 19a et le point A se trouve alors être à une tension plus basse que le point B.
Il s'ensuit que le condensateur 17 se charge à travers la résistance 1. 9b.
Le circuit de mesure de l'instrument 13 présentant une résistance très élevée par rapport à celle de la résistance 19 & , le courant de charge du condensateur 17 à travers l'instru- ment 13 est négligeable. La charge du eonden- sateur 17 provoque instantanément, aux bornes de la résistance 19b, une chute de tension d'une valeur suffisante pour abaisser le potentiel de la plaque pb du thyratron 16b à une valeur assez basse pour empêcher son fone- tionnnement.
Dès que le condensateur 17 est chargé, la plaque pb est portée approximativement au potentiel de la source 18 puisque le courant qui s'écoule à travers la résistance 19b et l'ins- trument de mesure est très faible. Toutefois, l'impulsion émise par le relais 11 est d'une durée suffisamment courte pour avoir déjà disparu lorsque la plaque pb atteint la ten sion d'amorcage du thyratron 16b. Ainsi, ee dernier reste déclenché, tandis que le thyratron 16a reste en fonctionnement, de sorte qu'un courant continu de tension constante, fourni par la source 18, eircule'dans le circuit formé par la résistance 19b, l'instrument cle mesure 13, la plaque pa et la eathode ta clu thyratron 16a.
On remarque que, dans ee cas, la borne e de l'instrument 13 est reliée, par la résistance 19b, au pale positif de la source 18.
Lorsque, au cours de la demi-période suivante du courant alternatif du réseau 8, la bobine 6 du déflecteur s'incline en sens inverse et que l'image des traits de la graduation 2 passe de nouveau devant les fentes de la grille 4 et provoque une fluctuation de la quantité de lumière captée par la cellule photo-électrique engendrant une impulsion électrique aetionnant le relais 11, la seconde brève impul- sion électrique est émise par ce dernier à un moment où le commutateur 12 se trouve dans les conditions suivantes :
1 Le thyratron 16a fonctionne encore, de sorte que la tension de sa plaque pa est égale à la tension de la source 18 diminuée de la valeur de la chute de tension qui se produit dans la résistance 19a, puisqu'il y passe encore du courant.
2 La grille ga du thyratron 16a est portée à une tension négative et celle du thyratron 16b à une tension positive.
3"Le condensateur 17 est chargé dans le sens que le point B est à une tension plus élevée que le point 1.
Tout est donc préparé pour que l'éléva- tion du potentiel de la grille gb, due à la seconde impulsion émise par le relais 11, provoque l'amorçage du thyratron 16b. A ce moment, la chute de tension dans la résistance 19b, due au courant la traversant, provoque une baisse brusque du potentiel au point B d'une valeur suffisante pour que ce potentiel devienne égal à eelui qui règne momentanément au point A. Le condensateur 17, qui était chargé dans le sens B positif et A négatif, et qui tend à se décharger à travers les thyratrons 16a et 16b, momentanément en sé- rie, provoque. dans le thyratron 16a une impulsion négative, c'est-à-dire de sens contraire au courant de plaque de ce thyratron.
Or, la tension qui était appliquée à cette dernière n'étant que juste suffisante pour maintenir le thyratron 16s en fonction, celui-ci, sous l'ac- tion de cette impulsion négative, s'éteint.
Dès lors, la résistance 19a n'est plus pareourue par un courant, de sorte que la tension au point A remonte et atteint approximativement la tension de la source 18. Il s'ensuit que le point A est maintenant à un potentiel plus élevé que le point B. En conséquence, le condensateur 17 se recharge dans le sens inverse de celui de la phase précédente. Le thyratron 16b étant en fonction, le courant fourni par la source 18 s'écoule par la résistance 19a, l'instrument 13 et le thyratron 16b.
L'instrument de mesure est donc parcouru par ce courant continu et de tension constante, sa borne r étant reliée maintenant au pôle positif de la source 18. A chaque nou- velle fluctuation de la quantité de lumière captée par la cellule photo-électrique 5, le même, eyele recommence, de sorte que les impulsions émises par le relais 11 mettent en fonction instantanément et alternativement les thyratrons 16a ou 16b, ce qui provoque une inversion brusque du sens d'écoulement du courant à travers l'instrument de mesure.
Dans les fig. 3a et 3", on a porté en ordonnées le chemin parcouru par l'image de la graduation 2, par rapport aux fentes de la grille, au cours du mouvement de balayage.
Le tracé du chemin parcouru doit forcément avoir une allure sinusoïdale puisqu'il résulte d'un mouvement d'oseillation périodique. L'amplitude totale du mouvement de balayage est L. Le temps est porté en abscisses et les ordonnées de la courbe sinusoidale représentent en tout temps la position relative de l'image des traits par rapport aux fentes de la grille.
L'une des fentes se trouvant par définition placée sur l'axe optique 0 de l'objectif 1, e'est donc ce dernier qui, sur le graphique, marque la position de cette fente et c'est aux intersections F de la sinu soïde avec l'axe optique 0 que se produisent les impulsions électrique émises par la cellule photo-électrique qui commandent, par l'inter- médiaire du relais 11, le fonctionnement du commutateur 12 qui provoque l'ouverture et la fermeture des deux circuits précités de ten- sions égales V, mais de polarités inverses et agissant sur l'instrument de mesure 13.
Si l'un des traits de la graduation 2 se trouve sur l'axe optique 0, les intersections F se trouveront, comme indique en fig. 3', placées sur l'axe médian OT de la sinusoïde.
Les temps Ti et T's étant alors égaux entre eux, l'instrument de mesure recevra successivement et alternativement des charges élee triques + Q1 etQ2 qui seront égales entre elles puisque les deux circuits ont des earae téristiques identiques et qu'elles proviennent de tensions égales entre elles par définition.
En conséquence, l'aiguille de l'instrument de mesure, sollicitée en sens contraire par des charges égales, Q1 et Q2, selon fig. 3a, et qui se succèdent à la fréquence du réseau 8, ne peut suivre, grâce à sa. propre inertie, l'action individuelle de ces charges et prend une position d'équilibre située au zéro du eadran de l'instrument de mesure.
En fig. 3", l'axe optique 0 et les fentes de la grille sont nécessairement restés dans les mêmes positions relatives que dans le cas de la fig. 31, mais, par suite d'un déplaeement de a graduation 2 par rapport à l'axe optique du microscope photo-éleetrique, la région eou- verte par le balayage est devenue dissymé- trique par rapport a. J'axe optique et aux fentes. L'axe médian. l/de la zone balayée est déplacé d'une quantité par rapport aux fentes et à l'axe optique 0.
I] en résulte que les impulsions provenant de la cellule photo-électrique 5 et les instants d'ouverture et de fermeture des deux circuits commandés par le commutateur 12 se succè- dent à des intervalles de temps '3 et T4 de valeur inégale. En conséquence, les charges éleetriques Q3 et Q sont de polarités inverses, mais ont une valeur différente l'une de 1'autre. L'aiguille de l'instrument de mesure qui réagit à la différence de sollicitations inégales et opposées, prend une nouvelle position d'équilibre qui reflète, avec le grossissement voulu, la valeur de la charge résultante (3-9-t) qui est fonction des temps T3 et
T4.
Si]'amplitude totale L du balayage est très grande par rapport à l'ordre de grandeur des écarts à mesurer avec l'appareillage, les points d'intersection de la sinusoïde avec l'axe optique 0 seront peu éloignés de l'axe médian 3T de la sinusoide dont la partie utilisée sera alors suffisamment rectiligne pour qu'il y ait une proportionnalité satisfaisante entre la différence des temps T3 et T4 et la distance d entre l'axe médian JI de la zone de balayage et l'axe optique 0, distance qui représente, proportionnellement au grossissement de l'objectif, le déplacement d'un trait de la graduation'par rapport à sa position précédente.
L'instrument de mesure qui indique avee un fort grossissement la position par rapport à la position médiane fixe de l'axe optique de l'objectif des traits de la graduation peut être, par exemple, un galvanomètre, un am- pèremètre ou tout autre instrument de mesure à courant continu analogue.
Photo-electric microscope for reading the graduation of a precision ruler.
There are photoelectric mieroseopes for reading the graduation of a precision ruler.
These microscopes comprise an optical sighting assembly, a photoelectric cell, a reading device, a mark and a de-reader periodically oscillating the optical axis on either side of a fixed central position, in order to cause , at each coincidence of the mark with the image of the graduation, successive variations in the lighting of the photoelectric cell which generate electrical pulses actuating the reading device which indicates the relative position of the graduation with respect to the fixed middle position of the axis of the optical sighting device.
In known photoelectric microscopes, the reading device is based on the principle of the stroboscope and comprises a graduation drawn on a rotating disc, made visible by instant bursts of light controlled by the electrical impulses coming from the photoelectric cell. The gra duation traced on the rotating disc thus appears as if it were stationary in space and its momentary position is observed with the naked eye in relation to a fixed index.
With such a reading device, the magnification is limited, by the ratio of the peripheral speed of the rotary scale, to the linear speed of movement of the image on the grid of the microscope. Since the rotary scale must rotate in synchronism with the scanning movement imparted to the image by the deflector, the magnification is therefore a function of the diameter of the rotary scale.
Consequently, it is not possible to achieve very high magnifications because, on the one hand, the rotary scale should have an excessive diameter and, on the other hand, the shortness of the shards emitted by a discharge lamp does not. would not be sufficient to fix in the space a graduation rotating at a very high peripheral speed.
The present invention eliminates the cited drawback. It relates to a photoelectric microscope which is characterized by the fact that said reading device comprises a direct current measuring instrument, connected to a direct current source by the intermediary of a switch actuated by a control device sensitive to pulses. current pulses coming from the photoelectric cell and causing, at each coincidence of the image of a line of the graduation with the mark, a reversal of the direction of the flow of current in the measuring instrument, so that, with the voltage of the source remaining constant, the mobile assembly of the measuring instrument takes a position of equilibrium,
function of the difference between the durations of the flows, in one direction and the other, of the current through the measuring instrument, durations which are equal only in the case where the graduation of the ruler is centered on the middle position fixed of the oscillating optical axis.
The accompanying drawing shows, schematically and by way of example, one embodiment of the photoelectric microscope according to the invention.
Fig. 1 gives the general electrical diagram of the photoelectric microscope.
Fig. 2 gives the electrical diagram of an embodiment of the switch.
Figs. 3 and 3b are diagrams showing graphically the process of the operation.
The photoelectric microscope according to FIG. 1 presents an objective 1 projecting an image of a graduation 2 on a screen 4 which has a mark consisting of several equidistant rectilinear slits and which, consequently, has the shape of a grid. This image is made oscillating relative to the slots in the grid, by the action of a deflector consisting of a glass plate 3 integral with a coil 6 through which an alternating current flows.
In an alternative embodiment, the screen could have only a single rectilinear slot.
The coil 6, articulated with respect to a frame by means of elastic members, is placed in the magnetic field of a magnet 7, so that the current passing through it gives it an oscillating movement maintained at the frequency of network. The light rays coming from the objective 1 are refracted by the plate 3, the angular position of which is constantly variable with respect to the optical axis of the system, so that the image of the graduation 2 oscillates in the plane of the grid 4 and sweeps the latter.
The grid 4 is placed in such a way that the position of its slits corresponds to that of the image of the lines of the graduation 2, when one of these lines is on the optical axis 0 of the microscope and the slide of glass 3 of the deflector is perpendicular to this optical axis. Under these conditions, as a result of the action of the deflector, the image of the graduation 2 scans the grid 4 symmetrically with respect to its slots.
A photoelectric cell 5, placed behind the grid 4, captures the rays passing through its slits. This cell 5 generates progressive pulses of current when the quantity of light captured undergoes a fluctuation, that is to say when, during the scanning movement, the image of the lines of the line. graduation 2 passes over the slots of grid 4. Whether the lines of the graduation appear in black on a reflective background or in light on a dark background, the passage of the image of these lines over the slots always produces a flow of the quantity light passing through them and, consequently, the emission, by the photoelectric cell 5, of electric pulses.
These pulses of progressive appearance, that is to say the intensity of which increases progressively to reach a maximum, then gradually decreases to zero, are amplified by an electronic tube amplifier 10 of known type, then transformed by a instantaneous-action relay 11 of a type known in pulses of extremely short duration.
All the components and elements mentioned above being known and used in the photoelectric microscopes currently in use will not be described in more detail here.
The reading device comprises at least one switch 12, represented symbolically in FIG. 1 and controlled by relay 11, as well as a measuring instrument 13, connected to a direct current source 18 via this switch 12. This measuring instrument 13 is of the direct current type and has a high inertia (such as a ballistic galvanometer for example).
In an alternative embodiment, one could possibly interealer, between the switch 12 and the measuring instrument 13, a filter 14 constituted, for example, by one or more chokes connected in series with the measuring instrument or by a capacitor connected in parallel with it, or even by a combination of inductors and capacitors. Such a filter 14 makes it possible to absorb the shocks generated during switching and resulting from the operation of the switch 12.
Fig. 2 shows, by way of example, an embodiment of the switch 12. In this example, the switch is an electronic switch, but it is obvious that this could be replaced by an electromechanical switch or other type of switch. switch enabling the direction of the current flowing through the measuring instrument to be abruptly reversed and whose operation can be controlled by a control device sensitive to the electrical pulses emitted by the photoelectric cell 5.
The switch shown in fig. 2 e has two thyratrons 16a and 16b whose gates ga, gb are connected, via resistors 15a and 15b, to the two ends of the secondary winding 20 of a transformer T whose primary winding 21 is supplied by the network 8 which supplies the decoder. The secondary winding 20 has a middle tap m connected to relay 11.
The plate I) b dii thyratron 16b is connected to the terminal e of the measuring instrument 13, while the plate pa of the thyratron 16a is connected to the terminal r of the measuring instrument.
The pb and pa plates. are interconnected by a capacitor 17 and connected to the positive pole of a source 18 of constant voltage by means of resistors 19b and 19a of the same value. The negative pole of this source 18 is connected to ground as well as to the cathodes t (t in parallel, of the two thyratrons.
The operation of the switch described with reference to FIG. 2 of the attached drawing is as follows:
The transformer T being supplied by the network 8 supplying the coil 6 of the deflector, it follows that this transformer generates alternating voltages on the gft and (/ 7) gates in phase with the periodic oscillating movement of the deflector. At any time, the voltages applied to the ga and tqb grids are of opposite sign.
The incessantly changing polarization of the gates and gb is thus linked to the direction of movement of the deflector and consequently to the direction of the scanning movement on the
grid, eeei defines the direction of movement of
the needle of the rap measuring instrument
port to that of a graduation referred to by th
microscope.
When the apparatus is started, the two thyratrons being triggered, the grid
of one is brought to a positive voltage, the gate of the other to a negative voltage. The
first pulse emitted by relay 11 attacks the two gates ga and gb simultaneously, but it is obvious that that of these gates which is already brought to a positive voltage by the transformer T will reach the cut-in voltage more quickly than the other. As soon as thyratron 16a, for example. engages, there is a voltage drop across resistor 19a and point A is then at a lower voltage than point B.
It follows that the capacitor 17 is charged through the resistor 1. 9b.
Since the measuring circuit of instrument 13 has a very high resistance compared to that of resistor 19 &, the charging current of capacitor 17 through instrument 13 is negligible. The charge of the condenser 17 causes instantaneously, across the resistor 19b, a voltage drop of a value sufficient to lower the potential of the plate pb of the thyratron 16b to a value low enough to prevent its operation.
As soon as the capacitor 17 is charged, the plate pb is brought approximately to the potential of the source 18 since the current which flows through the resistor 19b and the measuring instrument is very low. However, the pulse emitted by relay 11 is of a sufficiently short duration to have already disappeared when the plate pb reaches the starting voltage of thyratron 16b. Thus, the latter remains triggered, while the thyratron 16a remains in operation, so that a direct current of constant voltage, supplied by the source 18, circulates in the circuit formed by the resistor 19b, the key measuring instrument 13 , the pa plate and the eathode ta clu thyratron 16a.
Note that, in this case, the terminal e of the instrument 13 is connected, by the resistor 19b, to the positive blade of the source 18.
When, during the following half-period of the alternating current of the network 8, the coil 6 of the deflector tilts in the opposite direction and the image of the lines of the graduation 2 passes again in front of the slots of the grid 4 and causes a fluctuation in the quantity of light picked up by the photoelectric cell generating an electric pulse which activates relay 11, the second brief electric pulse is emitted by the latter at a time when switch 12 is in the following conditions:
1 The thyratron 16a is still working, so that the voltage of its plate pa is equal to the voltage of the source 18 minus the value of the voltage drop that occurs in the resistor 19a, since there is still current flowing through it .
2 The ga gate of thyratron 16a is brought to a negative voltage and that of thyratron 16b to a positive voltage.
3 "The capacitor 17 is charged in the sense that point B is at a higher voltage than point 1.
Everything is therefore prepared so that the rise in the potential of the gate gb, due to the second pulse emitted by the relay 11, causes the ignition of the thyratron 16b. At this moment, the voltage drop in resistor 19b, due to the current flowing through it, causes a sudden drop in potential at point B by a sufficient value for this potential to become equal to that which momentarily reigns at point A. The capacitor 17, which was charged in the positive B and negative A directions, and which tends to discharge through thyratrons 16a and 16b, momentarily in series, causes. in thyratron 16a a negative impulse, that is to say in the opposite direction to the plate current of this thyratron.
However, the voltage which was applied to the latter being only just sufficient to maintain the thyratron 16s in function, this one, under the action of this negative impulse, turns off.
Consequently, the resistor 19a is no longer paroured by a current, so that the voltage at point A rises and approximately reaches the voltage of source 18. It follows that point A is now at a potential higher than point B. Consequently, capacitor 17 recharges in the opposite direction to that of the previous phase. The thyratron 16b being in operation, the current supplied by the source 18 flows through the resistor 19a, the instrument 13 and the thyratron 16b.
The measuring instrument is therefore traversed by this direct current and of constant voltage, its terminal r now being connected to the positive pole of the source 18. At each new fluctuation in the quantity of light captured by the photoelectric cell 5 , the same, eyele starts again, so that the pulses emitted by the relay 11 instantly and alternately activate the thyratrons 16a or 16b, which causes a sudden reversal of the direction of current flow through the measuring instrument.
In fig. 3a and 3 ", the path traveled by the image of the graduation 2, relative to the slots of the grid, during the scanning movement is plotted on the ordinate.
The path taken must necessarily have a sinusoidal shape since it results from a periodic oscillation movement. The total amplitude of the scanning movement is L. The time is plotted on the abscissa and the ordinates of the sinusoidal curve represent at all times the relative position of the image of the lines with respect to the slits of the grid.
One of the slits being by definition placed on the optical axis 0 of the objective 1, it is therefore the latter which, on the graph, marks the position of this slit and it is at the intersections F of the sinu soid with the optical axis 0 that the electric impulses emitted by the photoelectric cell are produced which control, through the intermediary of the relay 11, the operation of the switch 12 which causes the opening and the closing of the two aforementioned circuits of equal voltages V, but of opposite polarities and acting on the measuring instrument 13.
If one of the lines of the graduation 2 is on the optical axis 0, the intersections F will be found, as shown in fig. 3 ', placed on the central axis OT of the sinusoid.
The times Ti and T's then being equal to each other, the measuring instrument will receive successively and alternately electric loads + Q1 and Q2 which will be equal to each other since the two circuits have identical characteristics and they come from equal voltages between they by definition.
Consequently, the needle of the measuring instrument, stressed in the opposite direction by equal loads, Q1 and Q2, according to fig. 3a, and which follow one another at the network frequency 8, cannot follow, thanks to its. own inertia, the individual action of these loads and takes an equilibrium position located at the zero of the eadran of the measuring instrument.
In fig. 3 ", the optical axis 0 and the slits of the grid necessarily remained in the same relative positions as in the case of fig. 31, but, as a result of a displacement of the graduation 2 with respect to the axis optics of the photoelectric microscope, the region opened by the scanning has become asymmetrical with respect to the optical axis and to the slits. The median axis. l / of the scanned area is displaced by an amount by compared to the slits and to the optical axis 0.
As a result, the pulses coming from the photoelectric cell 5 and the opening and closing instants of the two circuits controlled by the switch 12 follow one another at time intervals 3 and T4 of unequal value. As a result, the electric charges Q3 and Q are of reverse polarities, but have a different value from each other. The needle of the measuring instrument, which reacts to the difference in unequal and opposite stresses, assumes a new equilibrium position which reflects, with the desired magnification, the value of the resulting load (3-9-t) which is function of times T3 and
T4.
If] the total amplitude L of the scanning is very large compared to the order of magnitude of the deviations to be measured with the apparatus, the points of intersection of the sinusoid with the optical axis 0 will be not far from the median axis. 3T of the sinusoid whose part used will then be sufficiently rectilinear so that there is a satisfactory proportionality between the difference of the times T3 and T4 and the distance d between the median axis JI of the scanning zone and the optical axis 0 , distance which represents, in proportion to the magnification of the objective, the displacement of a line of the graduation relative to its previous position.
The measuring instrument which indicates with a high magnification the position with respect to the fixed median position of the optical axis of the objective of the lines of the graduation can be, for example, a galvanometer, an ammeter or any other analogue direct current measuring instrument.