Brevet FR2031537A1 — publié le 19701120

La présente invention concerne un dispositif destiné à transformer ou reproduire une tension- continue en un courant continu pour des mesures. Ce dispositif comporte un amplificateur à contre-réaction et fort gain qui peut être commandé par la tension continue envisagée. L'entrée de cet amplificateur re çoit la différence entre cette tension continue et une chute de tension produite dans une résistance de contre-réaction qui, située sur le chemin de réaction dudit amplificateur, est traversée par tout son courant de sortie. Ce dispositif comporte aussi un agencement qui arrête automatiquement le courant sortant de l'amplificateur pour un seuil, donné à 1 ';vance , de la tension continue qu'on veut reproduire. On a besoin de dispositifs de ce type dans les installations de mesure, régulation et commande, pour reproduire en courants continus homologues des tensions continues qui varient avec des grandeurs à mesurer et aussi pour constituer des convertisseurs (5e mesure, quand la grandeur mesurée à reproduire doit lIAetre par le courant continu qui sort de l'amplificateur, avec suppresSicn d'unepartie du domaine de mesure. C'est par exemple le cas quand on reproduit la grandeur mesurée avec des erreur. trop grandes dans cette partie du champ de mesure, en raison de la méthode même qui est utilisée pour la mesure. I1 a déjà été proposé, pour fabriquer ces dispositifs, de donner à l'amplificateur une configuration telle qu'il y ait blocage de son courant de sortie lors d'une inversion de polarité de la tension qui le commande et telle qu'une tension proportionnelle au courant de sortie soit amenée à un eomparateur. par exemple an trigger de Schmitt, qui envoie par commutation par ltintermédiaire d'un relais ou d'un élément analogue sur l'entrée de l'amplificateur une tension à grandeur convenable qui bloque ce dernier pour le seuil choisi pour le courant continu de sortie. Ces dispositifs et ceux qui leur sont analogues sont très onéreux quant à la configuration de leur ensemble de commutation et exigent des mesures importantes destinées à stabiliser le seuil de commutation, soumis à des dérives d'origine thermique. L'invention a pour but de réduire la dépense qui est nécessaire pour couper à coup sûr le courant continu sortant de l'amplificateur. Selon l'invention, on y parvient, dans les disposi tifs du type qui vient d'etre décrit en détail, où l'amplifica- teur peut avoir sa sortie bloquée par inversion de sa tension de commande, en maintenant un passage de courant minimal, donné à l'avance, dans la résistance de contre-réaction s on monte à cet effet dans le circuit de sortie de l'amplificateur, en série avec sa source d'alimentation en tension et sa résistance de contreréaction, un montage en parallèle composé d'une diode placée en sens passant dans la direction du courant sortant et d'une source de courant continu à grande resistance interne et on monte, en parallèle au montage en série constitué par la résistance de contre-réaction et la diode avec ladite source de courant, une deuxième diode qui arrête le courant provenant de la source de tension qui alimente l'amplificateur. Dans ce dispositif, la tension comandant 1 'amplifi- cateur change automatiquement de signe quand son courant de sortie devient inférieur au seuil donné à l'avance par l'intensité de la source de courant continu et cette inversion i'i. au blocage du courant continu sortant, sans que le courant disparaisse du chemin de réaction de l'amplificateur. Ces dispositifs présentent pour zvantageg dAetre w u coûteux et de pouvoir aussi être fabriqués pour l'essentiel sans composants actifs additionnels, simplement par usage d'une soupape de courant éventuellement passive et d'une source de courant servant de source normale, Les dispositions importantes destinées à stabiliser le seuil de commutation sont supprimées et se réduisent aux mesures prises pour accrottre la résistance interne d'une batterie à faible résistance éventuellement disponible. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'inven- tion peut être mise en pratique. La figure 1 représente un dispositif amplificateur de type connu. La figure 2 en représente un mode de réalisation différent, conforme à l'invention. La figure 3 est un graphe montrant la variation du courant de sortie i du dispositif de la figure 2 avec la tension continue Ux qu'on veut reproduire. La figure 4 montre un mode de réalisation préféré. On a représenté sur la figure 1 un amplificAteur 1 de tension continue à gain élevé, qui peut être commandé par une tension continue #U, une batterie 2 qui alimente ses éléments amplificateurs, par exemple constitués par des transistors, son conducteur de sortie 9 qui passe par un instrument de mesure 3a en étant relié à une résistance 4, ainsi qu'une partie 5 du conducteur 3 qui Joint la résistance 4 à l'autre pôle de la batterie 2. Un courant continu i provenant de la batterie 2 pas se dans le conducteur 3, l'instrusent de mesure 3a, la résistance 4 et le conducteur 5. Le dispositif est tel que l'amplifica- tour 1 est commandé par la différence existant entre la tension continue de mesures qui, présente aux bornes 6 et 7, doit être reproduite par le courant continu i et la chute de tension de contre-réaction U dans la résistance 4. C 'est pourquoi, pour une amplification suffisamment grande dans l'aaplificateur 1, la tension de commande # U#O et le courant i qui sort de l'amplificateur est proportionnel à la tension do mesure Ux, dans ce cas et quand on faut usage d'une résistance 4 linéaire. L'amplificateur 1 est alors construit pour que son courant de sortie i passe dans le circuit de la batterie 2 au cas où # U # OV, mais quesonpassage soit bloqué pour des tensions de commande #U son vue de limiter d'un côté le courant continu i, on monte, comme on peut le constater sur la figure 2, une source 8 de courant continu à grande résistance interne dans le circuit de sortie 3, 3a, s 4, 5 de la batterie 2. Cette source produit un courant constant Q et on lui dispose en parallèle une diode il. -'a source 8 et la diode Il sont placées avec une polarité telle qW le courant i puisse passer aussi bien dans la diode que par la source 8 elle-meme. En outre, le montage en série de la résistance de contre-réaction avec le circuit parallèle composé de la source 8 et de la diode 11 est shunté par une deuxième diode 10 placée de façon à arrêter le passage du courant de la batterie 2. La disposition qui vient d'être expliquée peut être essentiellement comprise comme étant un montage en boucle des diodes 11 et 10 avec la résistance 4, avec lequel les deux redresseurs sont reliés chacun à une source de courant, à savoir la source 8 et à la source formée par la sortie de l'amplificateur 1 jointe à sa batterie 2. I1 passe donc toujours dans cette boucle, pour la polarité citée des diodes 11 et 10, un courant continu dont l'intensité correspond à celle du plus grand de tous les courants envoyés dans la boucle par les sources.Quand tous les courants envoyés ont la même intensité, il passe dans la boucle un courant d'intensité identique. En raison de cette propriété, il passe donc continuellement dans la résistance 4 un courant continu qui présente au moins lVintensité de celui que produit la source 8 et qui correspond au courant sortant de l'amplificateur 1 au cas où ce dernier courant a une intensité supérieure à celui de la source 8. Par conséquent, si la tension mesurée Ux qui existe aux bornes 6, 7 tombe sous une limite Uxo = i8.R, R désignant la valeur de la résistance 4, la tension de commande # U de 1'amplificateur 1 change de polarité et le courant i disparatt. La figure 3 représente ce comportement et on y voit que, pour des tensions de mesure Ux# # Uxo, le courant sortant de l'amplificateur 1 est nul et que, pour des valeurs Ux > Uxo, il varie depuis une valeur i8 en fonction de Sur la figure 4, on désigne par la référence 20 un premier étage * ificateur sous forme d ' amplificateur opération- nel. I1 produit un courant continu variant entre 0 et 1-A, qui parcourt la résistance 21 et doit autre reproduit par un courant continu qui lui est proportionnel et varie entre O et 10 niA. L'intervalle 0... 1 mA doit alors Astre supprimé. La chute de tension dans la résistance 2l pilote à cet effet un transistor 22 inséré dans un pont 23. Ce dernier comprend dans ses quatre branches respectivement le transistor 22, une batterie 2, une résistance 26 et une batterie 2A. I1 est équilibré pour une certaine tension de commande dans la résistance 21 etil ne passe aucun courant continu dans son conducteur di- gonal 57. Ce conducteur 27 comporte un instrument de mesure 28, une résistance 4 et des diodes 32 et 11. La résistance 4 sert de résistance de contre-réaction et la chute de tension qui s'y produit est opposée à la tension de mesure qui se présente aux bornes 29, 30, de sorte que leur différence commande l'amplificateur 20. La diode 11 et la batterie 2A sont shuntées par la forte resis- tance 31 et il existe, montée en parallèle au circuit série compo sé de la diode 11 et de la résistance 4, une autre diode 10 qui arrête le passage du courant venant de la batterie 2 par le tramp sistor 22. La diode 32 bloque le courant qui passe dans un sens dans la diagonale 27 du pont 23. Le dispositif amplificateur fonctionne de la manière suivante : au-dessus d'un seuil de tension donné à l'avance, pour la tension de mesure aux bornes 29, 30, par le choix de la résistance 4 et la détermination de la source de courant continu 2A,31, le transistor 22 est à l'état passant, pour lequel ltéqui- libre du pont 23 est perturbé et pour lequel il passe dans la diagonale 27 un courant proportionnel à la tension de commande. I1 passe par l'instrument de mesure 28, la diode 32, la résistance 4, la diode 11 et revient à la batterie 2 par la résistance 31 mise en parallèle à la diode 11 et par la batterie 2A. Si la tension tombe aux bornes de la résistance 21 au-dessous d'une certaine limite, qui aurait pour résultat le passage dans la diagonale 27 du pont d'un courant dont l'intensité serait gale à celle du courant de la source 2A,31, la tensionaux bornes de la résistance 4 est maintenue constante, garde une valeur fixe et devient supérieure à la tension des mesure qui se présente aux bornes 29,)0, Du fait de cette situation, il se produit sur la résistance 21 une tension de commande qui nodifi n sens inverse l'*qul}ibre du pont 23. Le passage correspondant de mourant dans la diagonale 27 est bloqua par la diode 32 et le courant qui traverse l'instrument de mesure 28 est nul. La caractéristique de transformation de ce dispositif correspond donc à celle de la figure 3. Pour contrôler le point zéro du dispositif amplifica- teur, on peut court-circuiter la diode 11 par un commutateur 40 et les bornes d'entrée 29,30 par un commutateur 41. Un instrument de mesure de zéro 33 conncectable à la sortie de l'amplificateur, en parallèle à la diode 32, permet de contrôler et, le cas échéant, de modifier la mise au point du pont 23 quand les commutateurs 40, 41, tous deux oouplés, sont fermés. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation indiqués à titre d'exemples. Elle peut être mise en pratique pour tous les dispositifs amplificateurs à contre-réaction et à courant continu, même de type électromécanique, à résistances disposées sur le chemin de réaction et parcourues par tout le courant de sortie de l'amplificateur et aussi pour les amplificateurs à transformation non linéaire, par exemple logarithmique, à résistances de contre-réaction non linéaires, par exemple constituées par des diodes à semi-conducteurs. - - REVENDICATIONS 1.- Dispositif destiné à reproduire une tension conti nue en un courant continu pour des applications aux mesures, comportant un amplificateur à contre-réaction qui peut être commandé par la tension continue envisagée et dont l'entrée reçoit la différence existant entre cette tension continue et une chute de tension qui se produit dans une résistance de contre-réaction qui, située sur le chemin de réaction de l'amplificateur, est parcourue par tout son courant de sortie, ainsi qu'un agencement qui coupe automatiquement ledit courant de sortie pour un seuil donné à l'avance de la tension continue qu'on veut reproduire, pour lequel l'amplificateur peut être bloqué à sa sortie par inversion de polarité de la tension qui le commande, dispositif caractérisé par le montage, dans le circuit de sortie (3,3a,3b,4,5) de l'amplificateur (1), en série avec sa source (2) d'alimentation en tension et sa résistance (4) de contre-réaction, du circuit parallèle composé d'une diode (11) placée en sens passant dans la direc tion du courant de sortie et d'une source (8) de courant continu à grande résistance interne et par le montage, en parallèle au montage série constitué par la résistance de contre-réaction et la diode avec la source de courant,d'une deuxième diode (10) qui arrête le passage du courant provenant de la source alimentant en tension l'amplificateur. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la présence d'un commutateur (40,41) destiné à court-circuiter la diode (11) disposée en série avec la résistance de contreréaction (4) et à court-circuiter 2'entrée (29,-D0) du dispositif (50,25,53). 3.- Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'amplificateur (1) présente à sa sortie un pont comportant de chaque côté de sa diagonale (27) une batterie (2,2A), ainsi qu'un transistor (22) qui, monté dans une de ses branches, en commande l'équilibre, avec montage dans sa diagonale de la résistance (4) de contre-réaction et d'une soupape (32) qui arrête le passage de courant dans un sens. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la batterie (2A) contenue dans une branche du pont reliée à une résistance (31), sert de source de courant continu et se trouve jointe par cette résistance en parallèle à la diode (11)