CH282203A

CH282203A - Diviseur de tension réglable pour voltages élevés.

Info

Publication number: CH282203A
Authority: CH
Inventors: Centre National D Scientifique
Original assignee: Centre Nat Rech Scient
Priority date: 1948-02-26
Filing date: 1949-02-17
Publication date: 1952-04-15

Description

Diviseur de tension rd6glable pour voltages 461evi6s. Dans de nombreux appareils aetuellement en usage, il est n6cessaire de disposer de plu- sieurs tensions continues tr#s 61ev6es, de For- dre de dizaines de kilovolts, r6glables sgparg- ment. Il en est ainsi dans les convertisseurs 6leetroniques transformant une image portge par des rayons, a-Lixquels Peeil est insensible, par exemple infra-rou,-es, ultra-violets ou X, en une image visible, dans les mieroseopes Aleetroniques gleetrostatiques ä grossissement variable, dans les oseillographes eathodiques et dans les appareils analogues.

En raison des tensions glev6es -titilisges dans de tels appareils, l'emploi de diviseurs de tension ä rgsistances s'est montr# peu sa- tisfaisant. Il est n6cessaire en effet dutiliser des resistanees extrAmement grandes, de For- dre de dizaines ou de centaines de mggohms pour gviter une dissipation exagWe d'gnergie. La fabrieation de telles rgsistances est mal- ais6e, elles 6voluent souvent avee le temps, et leur emploi est peu eommode. Elles permet- tent diffieilenient une variation continue des tensions partielles obtenues et sont encom- brantes en raison des pr6caLutions n6cessaires pour 6viter les fuites.

La pr6sente invention a pour but d'6viter ees inconvgnients.

Le diviseur conforme ä Finvention est ea- raetgrisg en ce qu'il comporte au moins un appareil A dgeharge autonome 11,imineseente normale, dans Iequel cette d6charge s'6tablit entre un eondueteur A forte courbure, de pr6- Mrence une pointe, et un plateau, ee eondue- teur et ce plateau kant dispos6s en regard Fun de Fautre ä FintMeur d#un tube 6tanche rempli d'un gaz, cet appareil kant pourvti de moyens pour faire varier la dif6rence de potentiel sous Iaquelle s4tablit, la d & harge lumineseente. Lesdits moyens peuvent eonsis- ter en des moyens pour faire varier la dis- tance entre le condueteur et le plateau et/oii. la pression du gaz remplissant le tube. Un eourant Atablit & s que la tension appliquge entre le eondueteur ä forte courbure et le plateau est suffisante pour produire Fionisa- tion, le condueteur kant ggn#ralement portg A un potentiel n6gatif par rapport au plateau.

L'expgrience montre que pour une dA- eharge autonome lumineseente normale, la diff6rence de potentiel entre une pointe et le plateau, pour les intensitgs de courant habi- tuelles (5 ä 100 mieroamp#res environ), d6- pend essentiellement de la distance qui sg- pare la pointe du plateau, ainsi que de la pression et de la nature chimique du gaz remplissant le tube. Par eontre, Fintensit6 du eourant a peu d'iilfl-Ltenee, alors que la diff6- renee de potentiel aux bornes d'une Hsistance serait proportionnelle ä Vintensitg du courant la traversant. Toutefois, lorsque le eourant dApasse une certaine limite, qui est äter- mink par les earaetgristiques de Fappareil ä dgeharge, la diffgrence de potentiel entre la pointe et le plateau cesse d'Atre constante et se met ä eroitre plus rapidement que le eou- rant. La dgeharge est alors dite autonome lumineseente anormale et Feffet stabilisateur de tension entre la pointe et le plateau dis- parait.

II est dolie trAs laeile de rggler la tension de facon continue si le courant reste dans les limites pr6eedentes. II sulfit de faire varier la distance: pointe-plateau ou la pression du gaz.

Le diviseur de tension peut comprendre plusieurs ensembles pointe-plateau relMs en sgrie. Lorsq-Li'il s'agit de d6bits #nIportants, sup6rieurs A 200 mieroamperes par exemple, on peut, grouper phisieurs ensembles pointe- plateau en parallke.

On a reprgsent6 aux dessins annexAs dif- Mrents exemples de r6alisation du diviseur eonfornie ä Pinvention.

Dans ces dessins-.

Fig. 1 est une vue en coupe schAmatique d'un diviseur de tension ä deux pointes et deux plateaux.

Fig. 2 montre sehgmatiquement Pappliea- tion dLin diviseur de tension, formg dun en- semble pointe-plateau et d'une rAsistanee, ä Falimentation dun eonvertisseur 6leetronique d'images.

Fig. 3 est une vue analogue ä eelle de la fig. 2 dans le eas oü le diviseur de tension est formg de deux ensembles pointe-plateau 1-nontgs en sgrie.

Fig. 4 est une v-Lie en coLipe longitudinale, niontrant la construetion pratique dun appa- reil ä dgeharger pouvant Atre -Litilisg dans un diviseur de tension analogue ä eelui de la fig. 2.

Le diviseur de tension repr6seiitg ä la fig. 1 est formg par un tube en mati#re iso- lante 1, dans lequel est plae# un premier pla- teau condueteur mobile 2 reli6 au pöle positil 3 dun g#ngrateur 4, une pike centrale con- duetriee 5 formge d'-Lin plateau 6 et d'une pointe 7, enfin une pointe cond-uiotriee mo bile8 relige au p6le n4gatil 9 du g6n6rateur 4.

En faisant varier la position du plateau mobile 2 et/ou de la pointe mobile8, on peut donner toute valeur dgsirge au rapport des diffhences de potentiel entre les organes 2 et5, dune part, et5 et8, d'autre part, ainsi qu'ä ces diffgrenees de potentiel elles-m#nies.

Pour qLie le diviseur de tension fone- tionne de lao "on satisiaisante, il convient qLie le passage du eourant n'y entraine, ä, la lon- gue, aucune modifieation ou alt6ration nuisi- ble. II est avantageux, dans ee but, de limiter, par des moyens eonnus en etix-m#mes et, pour eette raison, non RTI ID="0002.0276" WI="18" HE="4" LX="1404" LY="595"> reprgsent#,s, le d6bit da g#- ngrateur 4A une valeur raisonnable par exemple, ä une valeur inigrieure ä 200 miero- amp#res, de fa#on quie la puissanee dissipge dans le diviseur soit modgrge. 11 laut ggale- ment que le gaz reinplissant le diviseur ne donne pas, sous Paetion de Pelfluve existant sur les pointes, des produits attaquant les isolants ou les eondueteurs de l'appareil. 11 eonvient dAviter, pour eette raison, les gaz eapables de libgrer de Foxygke, du fluor, du ehlore ou des halog#nes en ugngral et duti- liser un gaz comme, par exemple, Pazote ou Phydrog#ne, A I.'gtat pur et see.

Pour que le diviseur de tension soit stable et dun encombrement rgduit, il laut en pra- tique que le d6bit du ggngrateur soit sup6- rieur ä 1 - ou 2 mieroamp#res. La pression clu gaz ne doit pas ftre trop laible, afin d'Avi- ter tout risque de dgeharge disruptive; elle ne doit pas non plus kre trop forte, ear les ions nggatifs ne pourraient atteindre le pla- teau. Lorsque la tension est supgrieure ä 6 on 7 kilovolts, on opfre de prgfgrenee ä la pres- sion atmosphgrique; lorsque la tension est plus faible, il est avantageux d'op6rer sous pression rgduite. Dans tous les eas, il laut que la dgeharge qui se produit soit une d6- eharge lumineseente normale.

L'encombrement d'un tel diviseur est de Pordre de1 eentim#tre de longueLir par10 Iz.ilovolts. Si le courant qui le traverse est eonstant ä quelques eentümes pr#s, ee qui est pratiquement tr#s faeile A rkliser, chaque tension partielle sera elle-m#me eonstante, ä rnoins de 11/o pAs.

Le mode de rklisation qui vient d'Atre dgerit se rapporte au eas oü une tension glo bale est divisAe seulement en deux tensions partielles, mais il est bien 6vident qLie Pon peut monter en sgrie plusieurs ensembles pointe-plateau. Evidemment, il faut, pour obtenir un plus grand nombre de tensions partielles, que les conditions de diffgrenee de potentiel, de nature et pression du gaz indi- qu6es ei-dessus, soient satisfaites pour chaque ensemble.

Tel qti'il est reprgsentg ä la fig. 2, le di- viseur comporte un appareil ä d6eharge et une rgsistanee fixe11. L'appareil eomprend un plateau mobile9 et Line pointe fixe10 re- lik ä une extr6mit6 de la r6sistance fixe11 dont Pautre extr6mitg est conneetge au p6le nggatif 12 d'un g6n6rateiir 13'. Ce ggngrateur peut Atre, par exemple, une maehine 6leetro- statique autoexeitatriee donnant ä ses bornes 12 et 14 deux tensions de signes oppos6s par rapport au sol.

Comme on voit, la tension totale fournie par la maehine se rgpartit entre les bornes de la rgsistance, d'une part, et la pointe 10 et le plateau 9, d'autre part. La maehine 6leetro- statique est entrainge par un moteur gleetri- que 15 alimentg par une batterie 16 et dont la vitesse peut kre rgglge par un rh6ostat 17 ins6r6 dans le eireuit d'alimentation du mo- teur. La borne positive 14 de la machine 6leetrostatique est relik A Fgeran fluoreseent 18 d'un convertisseur d'images, tandis que l'Oectrode mgdiane 19 de ee convertisseur est 6leetriquement reli6 au sol. La photocathode 20 du eonvertisseur est relige ä la pointe fixe10.

Quand la vitesse du moteur et la difig- rence de potentiel aux bornes du convertis- seur, cette derni#re gtant fonetion de la dis- tanee pointe-plateau, sont tels que la poilite 10 soit n6,-ative par rapport au sol, la photo- eathode 6met des eleetrons sous Paction de la lumMre et Fgeran fluoreseent 18 s'illumine. En agissant sur la vitesse du moteur au moven du rh6ostat 17, on fait varier Finten- sitg du eourant fourni par la machine 1.3, ee qui modifie la ehute de tension dans la rMis- tance 11. La ehute de tension entre la pointe 10 et le plateau 9 est au contraire peu influenck par la variation de cette intensitg de eourant. Le rapport entre les potentiels de l'Aeran fluoreseent 18 et de la photocathode 20 par rapport au sol peut, Atre modifig ä volont6 par le r6glage de la tension appliqttge aux bornes de Fensemble r#sistance, conver- tisseur, diviseur, c'est-ä-dire la tension aux bornes 12-14 de la machine 13. Ce r6glage peut kre effectug par exemple en ägissant sur la vitesse du moteur 15 au moyen' du rh6ostat 17. En partieulier, on peut, si Fap- pareil est eorreetement ealeulg, amener les deux potentiels ä Atre dans un rapport voulu pour focaliser sur Vkran fl-Lioreseent les #lee- trons gmis par la photocathode.

En modifiant la distance pointe-plateau, par exemple en d#placant axialement celui-ei, on agit, au eontraire, sur la chute de tension entre la pointe 10 et le plateau 9. Si la ma- ehine 13 est telle que le eourant fourni reste proportionnel A la diff6ren.ce de potentiel entre ses p61es, le rapport entre les potentiels de Pgeran 18 et de la photoeathode 20 West pas modiii6 par le dgplaeement du plateau, mais les valeurs de ces potentiels sont aug- mentges ou diminuAes; on peut done agir sur la luminositg de l'image visible sur Fkran sans en altgrer la foealisation.

On peut aussi alimenter le convertisseur d'images au moyen d'un diviseur de tension constitu6 non plus par un ensemble pointe- plateau et une r#sistanee, niais par de-Lix en- sembles en sgrie, eomme eela est repr6sentg A la fig. 3. Aux fig. 2 et3, les mAmes glgments ont, 6t6 dgsign6s par les m%es numgros. La r6sistance 11 a W remplaege par un 6Mment formg d'um plateau eond-Lieteur 21 solidaire de la pointe 10 et d'une pointe 22, relig au pöle nAgatif 12 de la machine 13. Comme la chute de tension daus les deux parties du diviseur d6pend peu du courant, la foealisation des gleetrons et la luminositg de l'6cran sont peu influeneAes par le debit de la machine, eon- trairement h. ce qui se passe dans l'exemple prgegdent. La focalisation des gleetrons et la luminosit6 de l'6eran petivent #tre r6-16s en d6pla#ant la pointe mobile 22 et/ou le plateau mobile9. Si Pisolement du diviseur de tension et du eonvertisseur est correetement rgalise, on peut ne demander ä la machine 13 qu'une trAs faible puissance et rgduire ä FextrAme, en consequence, Vencombrement, le poids et la consomination dUergie de tout le disposi- tif d'alimentation du convertisseur d'images.

L'appareil A d6charge reprgsent6 A la fig. 4 eomprend lin tube 23 po-Livant Atre reIM ä la masse et obturg ä chaeune de ses extrg- mit6s par des pikes 24 et25 maintenues par des ehapeaux 26 et27 se vissant sur le tube 23. Des joints d'6tanch6it6 46 sont interposgs entre les pikes 24 et25, dune part, et le tube 23, d'autre part.

A l'int6rieur de la pike 24 se trouve un 616ment isolaiit 28, dans Iequel passe un con- dueteur 29 pouvant Atre reli6 ä la haute ten- sion A travers une rgsistance ou A travers un aufre appareil analogue. L'espace existant entre la pike 24 et I'glgment 28 ainsi qLie ce- Itii existant entre ledit 616ment et le condue- teur 29 est rempli par un compound 30. Le eondueteuir 29 est relig ä une glectrode 31 munie d'une pointe 32 et support6e par un flasque isolant 330.

A la pike25 est fix6 un palier 34 r6uni par des entretoises 35 au flasque 33. Dans un gvidement annulaire de ce palier est fix6 un manchon filetg 36, dans lequel est viss6e une vis 37 solidaire d'une gleetrode 38 en forme de plateau. L'extr6mit6 de la pike 25 eom- porte un presse-gtoupe 39 A bain d'huile maintenu par un chapeau 40 etä l'int6rieur duquel passe une tige de commande 41 rendue solidaire de la vis 37 par une elavette 42. Un ressort de rattrapage de jeu 43 est interposg entre un 6paulement 37a de la vis 37 ei le palier 34. Une valve de remplissage 44 obtu- rable par un bouehon 45 est m6nagge dans la pike25.

Le tube 23 est rempli, par exemple, dazote et Fon voit que Fon peut faire varier la dis- tance entre le plateau 38 et la pointe 32 en imprimant un mouvement de rotation ä la tige 41.

Claims

REVENDICATION: Diviseur de tension räglable pour voltages 61ev#s, earaet#ris6 en ce qu11 comprend au moins un appareil ä dgeliarge autonome lumi- neseente normale, dans IeqLiel eette d6eharge s'6tablit entre un cond-LieteLir ä forte eour- bure et un plateau, ce eondueteur et ce pla- teau gtant disposgs en regard Fun de Fautre ä l'int6rieur d-Lin tube gtanelie rempli dun gaz, cet appareil kant pourvu de nioyens pour faire varier la diii6rence de potentiel sous laquelle s'6tablit. la d6eharge lumi- neseente. TXF FR="3" WI="73" HE="144" LX="1130" LY="728" SIZE="10" FONT="Times New Roman"> SOUS-REVENDICATIONS: 1. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaet6risg en ce que les moyens pour faire varier la diff#renee de potentiel eonsis- tent en des moyens pour faire varier la dis- tance entre le condueteur et le plateau.
2. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaetgris6 en ee qtie les moyens poLir faire varier la diii6renee de potentiel eonsis- tent en des moyens pour faire varier la pres- sion du gaz remplissant le tube. 3. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaetAris6 en ee que le eonduieteLir ä forte eourbure est constitug par une pointe. 4. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaetgris6 en ee qu'il comporte plu- sieurs ensembles conduetel-ir-plateau reliAs en s6rie. 5. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaetgris6 en ee qu'il comporte phi- sieurs ensembles eondueteur-plateau religs en parallMe. 6. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaet,6risg en ce que le gaz remplissant le tube est de l'hydrog#ne pur et see. 7. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaet6ris6 en ee que le gaz remplissant le tube est de Fazote pur et see. 8. Diviseur de tension selon la revendiea- tion, earaetgris6 en ce quau moins une r6sis- tance est plaege en shie avee Pensemble con- dueteur-platea-a.