Brevet FR2074728A1 — publié le 19711008

L'invention a pour objet un perfecrionnement au: réducteurs de courant à liaison optique, elle concerne plus spécialement une méthode de mesure de l'angle de rotation cue subit le plan de polarisation de la lumière lorscu'EiJe traverse le dispositif de mesure, l'invention s'applicue aus réducteurs de courant comprenant en plus du dispositif de mesure, un dispositif de compensation et a pour avantage de permettre la dépolarisation de la lumière entre le dispositif de mesure et le dispositif de compensation. Les matériau: magnéto-optiques utilisés comme rotateurs, par exemple des flints, sont sensibles à la température, ainsi, un système à lecture directe de l'angle de rotation du plan de polarisation de la lumière, ou un système équivalent, donne un résultat fonction de la température, on est ainsi amené à utiliser un système à compensation en utilisant pour la mesure une méthode de zéro le résultat n'est ainsi plus sensible qu'à la différence des températures entre le flint de mesure et le flint de compensation, cette différence pouvant être diminuée si la bobine de compensation est une image ther mique de la bobine de mesure.Par contre, avec les systèmes à compensation, il est nécessaire de conserver a polarisation de la lumière durant son tra- jet entre le flint de mesure et le flint de compensation, ce qui exclut l'utilisation de guide de lumière pour ce trajet alors qu'il serait très intéressant de pouvoir utiliser un tel guide, la distance entre flint de mesure et flint de compensation pouvant étre très grande. L'invention a pour but de permettre l'utilisation de tels guides de lumière et a pour objet un perfectionnement aux réducteurs de courant utilisant l'effet Faraday avec dispositif de compensation dans lesquels deux faisceaux de lumière sortant du dispositif de mesure sont respectivement analysés suivant des directions symétricues par rapport au plan de polarisation du faisceau incident ou par rapport au plan de symétrie des plans de polarisation de deux faisceaux incidents caractérisé en ce cuve, les deux faisceau:: oui sortent du dispositif de mesure sont polarisés ./ant d'entrer dans le dispositif de compensation puis analysé; sp,ectivement la sortie suivant des directions symotriques par rapport au plan de polarisation de faisceau:: entrant dans le dispositif de compensation ou par rapport au plan de symétrie des plans de polarisation des deux faisceau: entrant dans le dispositif de compensation et en ce cue l'angle, formé par les directions d'analyse et de polarisation a, pour chaque faisceau, la meme valeur que l'angle formé par les directions d'analyse et de polarisation du dispositif de mesure, et le mtme sens, si Ie sens de rotation du plan de polarisant on dans le dispositif de ComDonsation est l'inverse du sens de rotation du plan de polarisation dans le dispositif de mesure; et de sens opposé, si le sens de rotation du plan de polarisation dans les dispositifs de mesur et de compensation est 1 même. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on utilise sur chaaue faisceau un guide de lumière dépolarisant entre le dispositif de mesure et le dispositif de compensation. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les faisceaux lumineux sont constitués d'impulsions d'amplitudes identiques pour chaque faisceau mais décalées dans le temps. Suivant une autre réalisation préférée de llinvenLion, chaque faisceau lumineux est constitué d'un signal modulé et en opposition de phase par rapport à l'autre. En se référant aux figures~schematiques ci-jointes, on va décrire un exemple de m se en oeuvre de l'invention donne à titre non limitatif. La fig. 1 représente un schéma de principe de l'invention. La fig. 2 donne une reprnsentation vectorielle des amplitudes lumineu ses correspondant à la fig. 1. La fig. 3 représente schématiquement une réalisation pratique d'un rE ducteur de courant suivant l'invention. La fig. 4 donne une représentation vectorielle des amplitudes lumineu ses correspondant à la fig. 3. Les fig. 5 et 6 donnentun autre exemple de réalisation de l'invention. Les fig. 7 et 8 représentent des formes possiblesde signaux lumineux envoyées sur chacun des faisceaux. Sur la fig. 1, deux faisceau lumineux distincts 1 et 2 sont polarisés suivant une direction représentée par les flèches 3-, ces faisceaux traver sent encore un flint de mesure 4 entouré de la bobine parcourue par le cou rant à mesurer I. Les plans dc. polarisation de ces faisceaux tournent d'un angle LA} pendant leur trajet dans ce flint ; à la sortie de celui-ci, chaque faisceau est analysé symétriquement par rapport à la direction de polarisation et selon un angle n par rapport à cette direction. Avant l'entrée dans un second flint de compensation 3 entouré d'une bobine de compensation parcourue par un courant i, chaque faisceau est re polarisé suivant une direction représentée par les flèches 6 puis analysé à la sortie également symétriquement par rapport à la direction de polari sation 6 avec le même angle JL par rapport à cette direction, et dans le me. sens pour chaque faisceau en supposant comme ctest le cas dans le diagramme vectoriel de la fig 2 que et sont de sens opposés.Durant le trajet dans le flint de compensation le plan de polarisation des faïs ceaux lumineux tourne d'un angle WGIorscue les angles de rotation des plans de polarisation sont égaux et de sens opposés dans le flint de me sure et le flint de compensationl'intensité lumineuse sur les deux faisceux est égale : en effet soit A l'amplitude des faisceaux polarisés au niveau du flint de mesure, à la sortie, juste après chaque analyseur, l'amplí- tude A1 et A2 pour chacun des faisceaux est :(fig.2). A1 = A cos. ( A2 = A cos. (-- + ) Entre ces analyseurs et les polariseurs précédant le flint de compensation, les faisceaux lumineux sont guidés par des guides dépolarisants, ils sont ensuite repolarisés avant le flint de compensation et les amplitudes deviennent :: A3 = k A1 = KA cos (@ - @ ) A4 = k A2 = KA cos (@ + @ ) Enfin, après les analyseurs situés derrière le flint de compensation, les amplitudes de chaque faisceau sont A5 = k A1 cos (# + @) = KA cos (# - @) cos (# + @) A6 = k A2 cos (# - @) = KA cos (# + @) cos (# - @) On voit que si @ = A5 = A6 La fig. 2 représente un diagramme vectoriel des amplitudes lumineuses, illustrant cette démonstrations. Il va de soi d'après ces aculs que la direction des plans de polarisation importe peu, aussi bien pour le flint de mesure que pour le flint de compensation, ce qui importe c'est que l'angle entre plan de polarisation et plan d'analyse soit pour chaque faisceau le même pour le flint de mesure et le flint de compensation et que, d'autre part, cet angle ait un sens opposé d'un fais eau à l'autre. La fig. 3 montre un exemple de réalisation pratique de l'invention dans lequel, pour le flint de mesure, on a adopté le dispositif objet de la demande de Brevet Français enregistré sous le N PV 69/38 300 dans lequel deux polariseurs 7 et 8 sont placés côte à côte d'un même côté du flint de mesure, leurs axes de polarisation étant décalés d'un angle @ (voir fig. 4) et chaque polariseur étant effectivement utilisé commepolariseur pour l'un des faisceaux mais également comme analyseur pour l'autre faisceau. Deux miroirs 9 et 10 permettent de diriger les deux faisceaux incidents 1 et 2 -ers le flint de mesure 4. Ces faisceaux se réfléchissent, ensuite, sur la face Il du flint 4. Deu.' guides de lumière, dépolarisant, 12 et 13 sont disposés entre les deux flints. A-ant l'entrée dans le flint de compensation 5, chaque faisceau -st repolaris suivant une direction quelconque par deux polariseurs 14 et ,5 et à la sortie, analysé par les analyseurs 16 et 17 calés de telle sorte que l'angle entre plan de polarisation et plan d'analyse soit le même que pour le flint de mesure mais avec un sens opposé sur chaque faisceau. La fig. 4 donne une représentation vectorielle de l'amplitude des faisceaux lumineux correspondant à la fig. 3. La fig. 5 donne un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel on a reproduit pour le dispositif de compensation, la meme disposition que pour le dispositif de mesure, il est alors nécessaire dans ce cas là, que I'angle de décalage des axes de polarisation des deux polariseurs 18 et 19 soit égal à l'angle (angle de décalage des axes de polarisation des polariseurs 7 et 8). La fig. 6 donne une représentation vectorielle de l'amplitude des faisceaux lumineux correspondant à ce cas. A la sortie du dispositif de compensation il suffit de vérifier l'égalité des intensités lumineuses des deux faisceaux. Un déséquilibre entre ces faisceaux engendrera un courant i dans la bobine de compensation qui tendra à annuler ce déséquilibre. Plusieur moyens sont possibles pour mesurer ce déséquilibre : chaque faisceau est composé d'impulsions de lumières d'amplitudes identiques mais décalées dans le temps, produites soit par la même source, soit par deux sources semblables, oui, après le flint de compensation sont envoyées sur le même détecteur. Dans le cas de la fig. 7 un système à mémoire compare l'amplitude des impulsions. Dans le cas de la fig. 8 il ne doit rester aucune composante alternative. On peut utiliser deux détecteurs supposés semblables. Une deuxième méthode consiste en ce que chaque faisceau est constitué d'un signal modulé en opposition de phase lorsqu'on a tA) = bA > t on n'a plus de composante alternative. Revendications 1.- Perfectionnement auç réducteurs de courant utilisant l'effet Feraday avec dispositif de compensation dans lesquels deux faisceaux distincts de lumière, sortant du dispositif de mesure, sont respectivement analysés cui- vant des directions symericues par rapport au plan da polarisation du faisceau incident ou par rapport au plan de symétrie des plans de polari- sation de deux faisceau incidents caractérisé en ce cue, les deux faissceau qui sortent du dispositif de mesure sont polarisés avant d'entrer dans le dispositif de compensation puis, analysés respectivement à la sortie suivant des directions symétriques par rapport au plan de polarisation des faisceau encrant dans le dispositif de compensation ou par rapport au plan de symétrie des plans Ce polarisation des deux faisceau entrant dans le dispositif de compensation, et en ce que l'angle, formé par les directions d'analyse et de polarisation a, pour chaque faisceau, la même valeur que l'angle formé par l-s directions d'analyste et de polarisation du dispositif de mesure et lc mAme sens, si le sens de rotation du plan de polarisation dans le dispositif de compensation est l'inverse du sens de rotation du plan de polarisation dans le dispositif de mesure; e. de sens opposé, si le sens de rotation du plan de polarisation dans les dispositifs de mesure et de compensation est le même. 2.- Perfectionnement au réducteurs de courant utilisant l'effet Fa raday suivant la revendication i caractérisé en ce que on utilise sur chaque faisceau un guide de lumière dépolarisant entre le dispositif de mesure et le dispositif de compensation. 3.- Perfectionnementauxréducteursdecourant utilisant l'effet Faraday suivant la revendication 1 caractérisé en ce queles faisceaux de lumièresont constitués d'impulsions d'amplitudesidentiques pour chaque faisceaumais décalées dans le temps. 4.- Perfectionnement aux réducteurs de courant utilisant l'effet Fa- radaysuivant la revendication1 caractérisé ence quechaquefaisceaude lumière est constitué d'un signal modulé et enopposition de phasepar rapport a l'autre.