Appareil de mesure électrique
La présente invention a trait à un appareil de mesure électrique du genre dans lequel les oscillations produites électroniquement sont utilisées à des fins de mesure, tel que, par exemple, un appareil indiquant un niveau et comprenant une sonde faisant partie d'un pont alimenté par des oscillations et dont le déséquilibre est mesuré par la déviation de l'organe indicateur d'un instrument sensible à ce déséquilibre.
L'objet de la présente invention est de fournir des moyens de stabilisation des oscillations produites électroniquement vis-à-vis des variations de voltage et/ou de fréquence du réseau distributeur, et contre les variations se produisant dans l'oscillateur même, par exemple par suite du vieillissement des lampes.
Selon l'invention, le dispositif de stabilisation comprend une capacité reliée au circuit oscillant de l'oscillateur et susceptible de varier de façon à réduire l'amplitude d'oscillation lorsque la tension du courant de haute fréquence dépasse une valeur prédéterminée.
De préférence, un faible voltage de haute fréquence est obtenu à partir d'un enroulement sur un transformateur reliant l'oscillateur avec le circuit de mesure, et ce voltage est redressé et appliqué aux bornes d'un instrument muni d'une armature solidaire d'une bobine mobile susceptible d'être déviée par l'action dudit courant, ladite armature étant associée, pour former une capacité, avec une armature fixe reliée au circuit de grille de l'oscillateur, ce qui a pour effet que lorsqu'une déviation de ladite bobine provoque un rapprochement desdites armatures et, par conséquent, une augmenta- tion de la capacité développée entre elles, il se produit une diminution de l'amplitude d'oscillation.
Un équilibre est atteint pour une certaine déviation du compteur et cet équilibre est maintenu automatiquement, quels que soient les changements se produisant dans le circuit tels que des variations de tension ou de fréquence du réseau d'alimentation ou un vieillissement des lampes de l'oscillateur.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention, utilisable comme indicateur du niveau d'un liquide.
L'oscillateur de l'appareil représenté comprend une lampe thermoionique 10 dont l'anode est alimentée par du courant alternatif de fréquence correspondant à celle du réseau par un transformateur 11. Une bobine 13 et un condensateur 14 constituent un circuit syntonisé à haute fréquence. Un condensateur 15 et la capacité entre une armature 16 mise à la terre et fixée à la bobine mobile d'un instrument 17, d'une part, et une armature 18 fixe disposée dans le champ de déplacement de l'armature 16, d'autre part, agissent comme diviseurs de potentiel pour assurer l'alimentation de la grille de la lampe sous un voltage convenable. Un condensateur 19 relie l'anode de la lampe à l'extrémité opposée au condensateur 15 de la bobine 13.
La bobine 13 est accouplée inductivement avec deux bobines 20, 21. Le circuit de l'une des sections de la bobine 20 est complété par une résistance variable 22 et une capacité variable 23 disposées en série, et une bobine 24, tandis que le circuit de l'autre partie de la bobine 20 est complété par une résistance 25, un condensateur 26 dont l'un des côtés est constitué par une sonde disposée dans un récipient dont le niveau du contenu doit être mesuré, l'autre côté étant constitué par le fond de ce récipient et la bobine 24. Le phasage des portions de bobine 20 est arrangé de telle sorte que les courants traversant l'élément commun des deux circuits, c'est-à-dire là bobine 24, sont antiphasés, de sorte que le flux produit par la bobine 24 est proportionnel à la différence entre les courants traversant les deux circuits.
Par réglage du condensateur 23 et de la résistance 22, on rend les deux courants égaux lorsque le récipient est vide. Lorsque la capacité du condensateur 26 est changée par l'introduction d'une substance dans le récipient, le courant dans ce circuit augmente et dépasse le courant traversant l'autre circuit, ce qui crée une différence de potentiel à travers la bobine 24. Cette différence de potentiel est à haute fréquence, commandée par la bobine 13 et le condensateur 14, mais modulée cent pour cent par le circuit d'alimentation redressé, le redressement étant produit par la lampe 10. Le signal modulé est conduit au redresseur 27 dont le débit peut être lu sur un instrument 28 étalonné de façon à indiquer le degré de remplissage du récipient.
La bobine 21 est reliée par une impédance 29 à un redresseur 30. Le courant sortant du redresseur 30 est envoyé dans l'instrument 17, le condensateur 31 servant de filtre passe-bas.
Quand la bobine mobile de l'instrument 17 est traversée par un courant, l'armature 16 se déplace vers l'armature fixe 18 diminuant ainsi l'espace qui les sépare, jusqu'à ce qu'elles entrent finalement en contact.
Une rétroaction positive dépend maintenant des capacités relatives du condensateur 15 et du condensateur formé par lesdites armatures fixe et mobile, iors des mouvements de la bobine mobile de l'instrument 17, du fait qu'un potentiomètre de capacité est formé aux bornes de la bobine 13 par la jonction entre ces deux éléments connectés à la grille de la lampe.
Quand la lampe est soumise à des oscillations, de l'énergie est transmise à la bobine d'accouplement 21 et redressée, et le courant redressé passe dans la bobine de l'instrument 17 et produit un déplacement de l'armature 16 en direction de l'armature fixe 18 et, par conw séquent, une augmentation de la capacité entre les deux armatures. Avec l'augmentation de la capacité se produit une réduction inverse de l'impédance entre la grille et la terre et le potentiel de grille se rapproche du potentiel de terre. On notera qu'il s'est ainsi formé une dérivation externe comprenant une rétroaction négative par le fait que, lorsque le débit de l'oscillateur augmente, le couplage est réduit pour s'opposer à cette augmentation et une stabilisation aura lieu, le couplage provoqué par une certaine amplitude d'oscillation étant le couplage requis pour cette amplitude.
Si certains changements extérieurs, tels qu'une augmentation du voltage d'alimentation, se produisent, l'augmentation de l'amplitude qui aurait lieu normalement est utilisée pour envoyer de l'énergie supplémentaire à la bobine mobile, de façon à provoquer une réduction supplémentaire du couplage et du fait qu'elle présente une grande sensibilité à la rétroaction négative résultant du rapprochement des deux armatures, la déviation par rapport à l'ampli tude primitive est si petite qu'elle peut être considérée comme ilnsignifiante. De façon identique, s'il se produit un changement du paramètre du circuit qui provoquerait normalement un changement du niveau d'oscillation, la dérivation de rétroaction diminue ce changement de niveau à une quantité négligeable en réajustant le couplage en faisant varier l'espacement des deux armatures.