ProcÚdÚ de tÚlÚmesure et installation pour la mise en ùvre de ce procÚdÚ
La présente invention est relative à un procédé de télémesure entre au moins un poste de mesure émetteur et au moins un poste de lecture récepteur, d'une grandeur représentée par un courant continu Ib, proportionnel à cette grandeur, procédé dans lequel on engendre au poste émetteur deux fréquences F, et F.,, dont la première est fixe et la seconde fonction linéaire du courant I, telle que la différence entre une fréquence fondamentale prédéterminée f et la fréquence Fi-fi = f, soit proportionnelle à I", procédé dans lequel on engendre, en outre,
à chaque poste émetteur aussi bien qu'à chaque poste récepteur, deux courants Io et In, dont l'un est proportionnel à f.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'on fait agir individuellement les trois courants Ion If et I, 7 sur un dispositif d'asservissement, de façon que ce dernier maintienne constamment la différence f-f o proportionnelle à I, 7.
Le présent brevet a encore pour objet une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant au moins un poste de mesure émetteur, au moins un poste de lecture récepteur, des moyens pour engendrer les fréquences Fl, F2 et f", des moyens pour engendrer les courants Ig et If, un dispositif d'asservissement maintenant constamment la différence f-fo proportionnelle à I, 7, ca- ractérisée par le fait qu'elle est agencée de manière que les courants I", Io et If agissent individuellement sur ledit dispositif d'asservissement.
Une mise en oeuvre particulière du procédé revendiqué sera décrite ci-après, à titre d'exemple, en regard du dessin annexé, qui représente une forme de l'installation pour sa mise en oeuvre.
La fig. 1 représente le schéma du poste émetteur.
La fig. 2 représente le schéma du convertisseur fréquencemétrique.
Les fig. 3a, 3b, 3c, 3d représentent les courbes de différentes grandeurs électriques entrant en jeu dans le fonctionnement du convertisseur fréquence métrique.
La fig. 4 représente le schéma du dispositif électronique utilisé dans le poste récepteur en combinaison avec le compensateur.
Sur la fig. 1, dans laquelle les mêmes références ont la même signification que dans la fig. 1 du brevet principal, 1 représente le convertisseur de mesure, transformant, au poste émetteur la valeur de la grandeur à transmettre en un courant continu proportionnel I. 2 est l'oscillateur à fréquence constante Fi ; 3 est l'oscillateur à résistances-capacités décrit en détail dans le brevet principal et produisant une fré- quence F2 qui varie suivant la valeur de sa tension de polarisation. Cette tension de polarisation dépend, en particulier, de la tension aux bornes des résistaces 33 et 34. La résistance 33 est parcourue par le courant continu Ig engendré par le convertisseur 1.
4a est un convertisseur fréquence métrique produisant un courant continu If proportionnel à la fréquence f, égale à la différence des fréquences : FL-F2, et à la tension U de la source auxiliaire à courant continu 21. Ce convertisseur fréquence métrique sera décrit en détail ci-après, en se référant à la fig. 2. Les tensions de fréquences Fi et F2 respectivement issues des oscillateurs 2 et 3 sont transmises sur la voie de liaison 36 par l'intermédiaire de l'amplificateur apériodique de sortie 6.
Le compensateur magnétique qui remplace le compensateur 5 de la forme d'exécution décrite au brevet principal, comporte essentiellement deux circuits magnétiques identiques 100 et 100'. Ces deux circuits magnétiques comprennent respectivement trois enroulements de commande 101, 102, 103 et 101', 102'et 103'. Les enroulements 101 et 101', connectés en série, sont parcourus par le courant continu Ig, lequel, comme cela a été indiqué précédemment, est issu du convertisseur de mesure 1 et parcourt la résistance 33. Les enroulements 102 et 102', également connectés en série, sont parcourus par le courant continu If issu du convertisseur fré- quence métrique 4a.
Les enroulements 103 et 103', également connectés en série, sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 21, et parcourus par un courant constant Po.
Les trois enroulements respectifs des circuits magnétiques 100 et 100'sont dimensionnés de façon telle que :
1. les ampères-tours de chacun des enroulements
103 et 103'parcourus par le courant Io annu
lent respectivement ceux des enroulements
102 et 102'lorsqu'ils sont parcourus par un
courant Ifo, valeur du courant If lorsque f
est égale à fo, fo étant la fréquence de base.
2. les ampères-tours des trois enroulements s'an
nulent également lorsque le courant I, est égal
à la différence entre le courant If et le cou
rant Io. En effet, dans ces conditions, on a : ICI. =K" (I-L) =K, (L-LJ
ou encore Ig = K (f-fo)-
Les circuits magnétiques 100 et 100'comprennent, en outre, comme cela est connu, un enroulement supplémentaire parcouru par du courant alternatif. Cet enroulement est désigné par 104 pour le circuit magnétique 100, et par 104', pour le circuit magnétique 100'. Ces enroulements sont alimentés respectivement par les secondaires 108 et 108'd'un transformateur 106 dont le primaire 107 est branché aux bornes d'une source à courant alternatif 22.
En série avec chacun de ces enroulements, sont connectés les redresseurs 105 et 105', 109 est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105 ; 109'est une résistance parcourue par le courant redressé par le redresseur 105'. Ces deux résistances ont un point commun 110 et sont montées de façon que les tensions U et U'entre leurs bornes soient en opposition.
Les bornes extrêmes 111 et 112 de ces résistances, entre lesquelles apparaît la tension résultante : UT = U-U'sont connectées, par l'in- termédiaire d'un circuit filtrant (constitué par les impédances 113, 113'et le condensateur 114), aux bornes de la résistance 34 qui est en série avec la résistance 33 dans le circuit de polarisation de l'oscil- lateur 3.
Le fonctionnement du compensateur magnétique, au poste émetteur, est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur à transmettre est nulle, le courant continu I, issu du convertisseur de mesure est nul. Dans ces conditions, l'oscillateur 3 à fréquence variable émet une fréquence F2 dont la valeur est telle que le battement de cette fréquence avec la fréquence fixe Fi émise par l'oscillateur 2 ait pour valeur la fréquence de base fos Le courant continu If, issu du convertisseur fréquence métrique 4a, a, ainsi que cela a été indiqué précédemment, une valeur telle que les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102'parcourus par ce courant, annulent les ampères-tours des enroulements 103 et 103' parcourus par le courant constant Io.
Dans ces conditions, les tensions U et U'aux bornes respectives des résistances 109 et 109'ont des valeurs minimum égales et de signes contraires. La tension résultante U, est nulle.
Si les fréquences Fi ou F2 viennent à varier accidentellement, de sorte que leur fréquence de battement devienne différente de la fréquence de base fo, les ampères-tours dans les enroulements 102 et 102' parcourus par le courant If, issu du convertisseur fré- quence métrique 4a sont différents des ampères-tours des enroulements 103 et 103'parcourus par le courant constant Io. Dans ces conditions, les tensions U et U'ont des valeurs différentes, de sorte que la tension résultante Ur n'est plus nulle.
Cette tension appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence jusqu'à ce que celle-ci prenne une valeur telle que son battement avec la fréquence Fj ait de nouveau pour valeur la fréquence de base fo.
Lorsque la grandeur à télémesurer a une certaine valeur, le convertisseur de mesure 1 produit un courant continu L dont la valeur est proportionnelle à celle de la grandeur à transmettre. Ce courant continu parcourt la résistance 33 ainsi que l'enroulement 101 du circuit magnétique 100 et l'enroulement 101'du circuit magnétique 100'. Il produit dans la résistance 33 une tension continue qui fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3. La fréquence émise par cet oscillateur varie, de sorte que la fréquence de battement de cette fréquence avec la fréquence fixe FL prend une certaine valeur f, différente de fo
Dans ces conditions, le convertisseur fréquence métrique 4a produit un courant continu If proportionnel à f.
Si l'écart de fréquences (f-fo) est proportionnel au courant Iy, les ampères-tours dans les trois enroulements 101, 102, 103 d'une part et 101', 102', 103', d'autre part, s'annulent respectivement et la tension U,. est nulle.
Si, pour une cause quelconque, la valeur du courant I, n'est plus proportionnelle à : f-fo, et que ce courant ait une valeur : I' = I pI, il apparaîtrait aux bornes de la résistance 34 une tension U,. produite par le compensateur. Cette tension
U,. appliquée aux bornes de la résistance 34 fait varier la tension de polarisation de l'oscillateur 3, ce qui entraîne une variation de sa fréquence. Il s'ensuit une correction du terme hIg, lequel atteint une valeur ! L, A étant le coefficient d'amplification du système à contre-réaction constituée par l'ensem- ble compensateur magnétique-oscillateur 3convertisseur fréquence métrique 4a.
La fig. 2 représente le schéma du convertisseur fréquence métrique 4a, dont la réalisation est plus simple que celle du convertisseur fréquence métrique décrit dans le brevet principal, car il doit produire un courant proportionnel en particulier à la fré- quence f, et non plus à l'écart de fréquences (f-fo).
151 est un dispositif connu qui reçoit à ses bor- nes d'entrée les signaux de fréquences Ft et F2 issus respectivement des oscillateurs 2 et 3 (fig. 1) et qui engendre un signal à la fréquence de battement f entre ces deux fréquences. 152 est un filtre passe-bas qui permet de sélectionner la fréquence f. 153 est un dispositif multiplicateur de la fréquence f. 154 est un dispositif également connu dans lequel le signal n. f, issu du multiplicateur de fréquence, et qui est sensiblement sinusoïdal, est converti d'abord en un signal rectangulaire de même fréquence puis est transformé à l'aide d'un circuit de différenciation, en impulsion de courte durée par rapport à leur période, de la forme représentée sous la référence 155.
Ces impulsions sont conduites à la grille de commande du thyratron 156 (dont le circuit de chauffage n'a pas été représenté par raison de simplification). En l'absence de ces impulsions, cette grille est maintenue à un potentiel négatif par la source à courant continu 157 dont le pôle négatif est relié à ladite grille par l'intermédiaire d'une résistance 158. Le pôle positif de la source à courant continu 21 est relié à l'anode du thyratron par l'intermédiaire des enroulements 102 et 102'du compensateur magnétique (fig. 1) et d'une résistance 159, tandis que le pôle négatif de la source est relié à la cathode du thyratron. L'anode et la cathode du thyratron sont reliées par un circuit oscillant peu amorti, composé d'une inductance 160, dont le coefficient de self-induction est L et d'un condensateur 161 de capacité C.
La période propre de ce circuit est :
EMI3.1
La condition que les éléments L et C doivent remplir pour que le circuit oscillant soit peu amorti est que le coefficient de surtension
EMI3.2
soit élevé. Cette condition est satisfaite lorsque le rapport-présente une valeur supérieure à 4. 100 ou à 106 (L étant exprimé en H et C en F).
Le fonctionnement du convertisseur fréquence métrique est indiqué ci-après en se référant aux courbes des fig. 3a, 3b, 3c, 3d, qui représentent respec- tivement la variation de la tension aux bornes du condensateur 161, la variation de la tension aux bornes de l'inductance 160, la variation du courant dans cette inductance et la variation du courant dans le thyratron.
Lorsque le thyratron n'est pas amorcé, le condensateur 160 se charge d'une quantité d'électricité Q = C U, U étant la valeur de la tension de la source à courant continu 21. Le condensateur conserve cette charge tant que le thyratron n'est pas amorcé. Mais celui-ci s'amorcera périodi- quement à chaque impulsion positive 155 ainsi que le montrent les droites OMN et O'M'N'de la fig.
3d, de sorte que le condensateur 161 se déchargera périodiquement à travers l'inductance 160. Le circuit 160-161 Útant peu amorti, le condensateur 161 se trouve, Ó la fin de la demi-pÚriode d'oscillation T/2 de ce circuit, porté à une tension :-U, ainsi que l'indique la partie A-B de la courbe de la fig. 3a.
Pendant cette demi-période, la tension aux bornes de l'inductance 160 varie comme l'indique la partie C-D de la courbe de la fig. 3b, et le courant dans cette inductance varie comme l'indique la courbe
O E F de la fig. 3c reportée en pointillé sur la fig.
3d. Après la demi-période 2, le courant dans l'inductance 160 prend une valeur négative, et au point
G il atteint une valeur QG égale et de sens inverse à celle du courant que débite dans le thyratron la source de courant continu 21. Celui-ci se désamorce (droite NQ de la fig. 3g). A partir de ce moment, la tension aux bornes du condensateur 161 passe de : -U à + U (courbe GHA'de la fig. 3a) et conserve cette valeur jusqu'au prochain amorçage du thyratron qui aura lieu à une nouvelle impulsion positive 155 (point A'de la fig. 3a et droite O'M'de la fig. 3d :).
Grâce à la disposition qui consiste à connecter entre la cathode et l'anode un circuit oscillant peu amorti et dont la période d'oscillation est bien définie, le temps de passage du courant à travers le thyratron quand il est amorcé, est constant et indépendant des caractéristiques du thyratron. Le courant If qui parcourt les enroulements 102-102'ne dépend que de la fréquence n des impulsions positives 155, la tension U restant constante.
Ce courant If s'exprime par la relation : If = n f (Qt + Q2) expression dans laquelle : Qj = 2U-C, représente la quantité d'électricité
qui s'écoule dans le condensateur entre le dés-
amorçage et l'amorçage du thyratron.
Q2 = U/R .?, reprÚsente la quantitÚ d'ÚlectricitÚ qui
s'Úcoule dans le circuit 102' - 102 - 159 - 156, de
résistance totale égale à R, pendant l'amorçage
du thyratron qui a lieu pendant un temps cons
tant ?, lÚg¯rement supÚrieur Ó la demi-pÚriode
T
du circuit oscillant 160-161.
2
Sur la fig. 4, on voit le schéma du dispositif électronique utilisé dans le poste récepteur en combinaison avec le compensateur.
Dans cette figure, les références 100 à 114 concernent les éléments du compensateur et ont la même signification que dans la fig. 1 du présent brevet additionnel.
Les bornes de sortie 111 et 112 du compensateur magnétique, entre lesquelles apparaît la tension résultante U,. sont connectées, par l'intermédiaire du circuit filtrant 113-113'-114, aux bornes d'un enroulement 181 d'un amplificateur magnétique 180.
Les enroulements 101 et 101'des circuits magnétiques 100 et 100', connectés à l'appareil récepteur 47 et à un circuit de filtrage (selfinductance 620 et condensateur 621), sont parcourus par le courant anodique Jg des tubes 609 et 610, qui, ainsi que cela a été indiqué dans le brevet principal, sont montés en opposition.
Les enroulements 102 et 102', parcourus par le courant continu Jf, proportionnel à la fréquence f et issu du convertisseur fréquence métrique 4a, sont connectés à l'enroulement 182 de l'amplificateur ma gnétique 180.
Les enroulements 103 et 103'sont connectés à l'enroulement 183 de l'amplificateur magnétique 180 et ces trois enroulements sont branchés aux bornes de la source auxiliaire à courant continu 44 et parcourus par un courant constant Jos
Bien entendu, les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103'd'autre part sont dimensionnés d'une façon analogue à celle indiquée dans la description du poste émetteur, c'est-à-dire que :
1. les ampères-tours de chacun des enroulements
103 et 103'parcourus par le courant Jo annu
lent respectivement ceux des enroulements
102 et 102'lorsqu'ils sont parcourus par un
courant Jfo, valeur du courant Jf lorsque f est
égale à fO.
2. les ampères-tours des trois enroulements s'an
nulent également lorsque le courant Jg est
égal à la différence entre le courant Jf et le
courant Jon c'est-à-dire lorsqu'on a : J, =-).
Les enroulements 182 et 183 de l'amplificateur magnétique 180 sont dimensionnés de façon telle que les ampères-tours de l'enroulement 183 parcourus par le courant Jo annulent ceux de l'enroulement 182 lorsqu'il est parcouru par un courant Jto.
L'amplificateur magnétique 180 comprend en outre un enroulement 184, connecté en série avec l'enroulement primaire 186 d'un transformateur 185, ces deux enroulements étant branchés aux bornes de la source à courant alternatif 57.
L'enroulement secondaire 187 du transformateur 185 est branché, d'une part, à la cathode du tube 609 et à l'anode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 609. L'enroulement secondaire 188 du transformateur 185 est branché, d'une part, à l'anode du tube 609 et à la cathode du tube 610, et d'autre part, à la grille de contrôle du tube 610.
190 est un transformateur dont l'enroulement primaire 189 est branché aux bornes de la source à courant alternatif 57. Ce transformateur comporte deux enroulements 191 et 192 qui alimentent le circuit de chauffage des filaments des tubes 609 et 610, et un troisième enroulement 193 qui fournit la tension anodique aux deux tubes.
Le fonctionnement du poste récepteur est le suivant :
Lorsque la valeur de la grandeur transmise est nulle, la différence de fréquence f est égale à fO, de sorte que les ampères-tours de l'enroulement 102 annulent ceux de l'enroulement 103, les ampèrestours de 1'enroulement 102'annulent ceux de l'enrou- lement 103'et les ampères-tours de l'enroulement 182 annulent ceux de l'enroulement 183. La tension résultante U,. est nulle, de sorte qu'aucun courant ne parcourt l'enroulement 181. Dans ces conditions, il n'y a pas de tension aux bornes de l'enroulement 186, ni par conséquent aux bornes des enroulements 187 et 188.
Les tubes thermoïoniques 609 et 610 débitent alors un courant égal mais de signes contraires dans le circuit comprenant l'appareil récepteur 47 et les enroulements 101 et 101', de sorte que le courant résultant dans ce circuit est nul.
Si la grandeur transmise a une certaine valeur, le convertisseur fréquence métrique 4a produit un courant continu Jf proportionnel à f. Les ampèrestours de l'enroulement 183, parcouru par le courant constant J,, n'annulent plus ceux de l'enroulement 182, parcouru par le courant Jf. Dans ces conditions, une tension apparaît aux bornes de l'enroulement 186 du transformateur 185, ce qui produit, dans les enroulements secondaires 187 et 188 de ce transformateur, des tensions induites qui modifient respectivement et en sens inverse la tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609 et 610.
Ceux-ci débitent un courant Jg dans l'appareil récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'. Si le courant Jg a une valeur telle que l'égalité : Jg = k (f-fo) est satisfaite, les ampères-tours dans les enroulements 101, 102, 103 d'une part, et 101', 102', 103'd'autre part, s'annulent respectivement et la tension résul- tante Ur est nulle.
Si pour une raison quelconque (par exemple, manque de proportionnalité entre la tension aux bornes de l'enroulement 186 et le courant Jg débité par les tubes thermoïoniques 609 et 610 dans le récepteur 47 et les enroulements 101 et 101'), la valeur de ce courant n'est plus proportionnelle à : f-fO et que ce courant ait une valeur J', = J AJ, une tension résultante Ur apparait et un courant traverse l'enroulement 181 de l'amplificateur magnétique 180, ce qui provoque une variation dans la tension de polarisation des grilles de contrôle des tubes 609 et 610.
Il s'ensuit une correction du terme AJy lequel atteint une valeur : AAg A'étant le coefficient d'amplification du compensateur, de l'amplificateur magnétique et du circuit électronique.
REVENDICATIONS :
I. Procédé de télémesure entre au moins un poste de mesure émetteur et au moins un poste de lecture récepteur, d'une grandeur représentée par un courant continu Ia proportionnel à cette grandeur, procédé dans lequel on engendre au poste émetteur deux fréquences Ft et F2, dont la première est fixe et la seconde fonction linéaire du courant IaX telle que la différence entre une fréquence fondamentale prédéterminée f"et la fréquence Fi-Fg = f, soit proportionnelle à I, procédé dans lequel on engendre, en outre, à chaque poste émetteur aussi bien qu'à chaque poste récepteur,
deux courants Io et If dont l'un est proportionnel à f, caractérisé par le fait qu'on fait agir individuellement les trois courants Ig, If et Ig sur un dispositif d'asservissement, de façon que ce dernier maintienne constamment la différence f-fO proportionnelle à ID.