Brevet FR2136985A1 — publié le 19721229

La présente invention a pour objet un dispositif permettant le prélèvement d'une tension alternative en un quelconque point d' un quelconque réseau analogique et la transformation de cette tension en grandeurs algébriques, avec discrimination de phase, en vue de l'introduction de ces grandeurs algébriques dans un appareil numérique, tel que rationètre, et l'élaboration par celui-ci d'un nombre image de ladite tension, pour un traitement digital de celle-ci. Ce dispositif est donc plus particulièrement destiné à servir d'intermédiaire entre un réseau électrique analogique et un calculateur numérique. Un tel réseau analogique peut par exemple titre du type de ceux utilisés pour l'étude d'une quelconque structure mécanique par analogie électrique, ce réseau comportant une pluralité de conductances figuratives des caractéristiques mécaniques des éléments constitutifs de cette structure. Le potentiel électrique de ce réseau prend alors en des points choisis à l'avance, figuratifs en quelque sorte des noeuds de la structure, des valeurs qui dépendent, d'une part d'un potentiel de base appliqué à l'ensemble du réseau, et d'autre part d'injections de courant faites en des points déterminés de ce réseau pour figurer les efforts appliqués aux points correspondants de la structure étudiée. Ce sont ces valeurs de potentiel, qui sont figuratives des déformations prises par la structure étudiée en réponse aux effort qui lui sont appliqués, qu'il convient de prélever, et de dspouil- ler. Pour faciliter ce d8;,oiiillement, il est usuel l'utiliser un calculateur --lumériq-le, mais il est nécessaire, p..rtlnt l'une gr=n- dei1r analogique que constitue une telle valeur de potentiel ou tension, de représenter au préalable cette grandeur analogique par un nombre. Ce nombre peut autre élaboré en valeur absolue par ur appareil numérique, tel que ratiomètre, faisant le rapport de la ten sion prélevée à la tension te base ou tension de référence, mais il faut en outre lui appliquer un signe positif ou négatif suivant que la tension prélevée est en phase ou en antiphase vis-à-vis de la tension de référence. A ce Jour, le prélèvement de ces tensions se fait donc à l' aide de ponts, permettant une recherche de zéro par valeur posi tive, et/ou une recherche de zéro par valeur négative, et partant, une détermination de signe conjointement à une détermination d' amplitude. kawis ces opérations de recherche, effectuées manuellement, sont longues et fastidieuses. Le dispositif selon l'invention permet de pallier ces inconvénients. Ce dispositif est caractérisé en ce que, en combinaison avec une sonde de prélèvement susceptible autre appliquée en un point approprié du réseau analogique sur lequel des tensions sont à prélever, il comporte un détecteur présentant en parallèle deux chat- nes opérationnelles semblables, l'une qui reçoit une tension de référence, à savoir la tension de base du réseau, et qui est adaptée à élaborer une première grandeur algébrique proportionnelle à l'amplitude de cette tension, l'autre qui reçoit, d'une part cette tension de référence, et d'autre part la tension prélevée par la sonde, et qui est adaptée à assurer la somme dans le plan complexe de ces deux tensions et à élaborer une deuxième grandeur algébrique proportionnelle à cette somme. Ainsi cette deuxième grandeur, qui résulte en quelque sorte clas.sique d'une opération/de détection synchrone, permet par comparaison avec la première grandeur algébrique de connaître le signe qu'il faut attribuer à la tension prélevée en raison de sa phase. Le ratiomètre reçoit donc ces deux grandeurs algébriques et fournit un nombre, image en grandeur et en signe de la tension prélevée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est un bloc-diagramme illustrant l'insertion du dispositif selon l'invention entre un réseau analogique et un appareil numérique la figure 2 est un bloc-diagramme du dispositif selon 1 lin- vention la figure 3 est un schéma d'une des channes opérationnelle constituant ce dispositif la figure 4 est un schéma illustrant une sonde de prélèvement susceptible d'etre associée au dispositif selon l'invention, suivant un premier mode de mise en oeuvre la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 et illustre une variante de mise en oeuvre A la figure 1 on a schématiquement illustré en 10 un réseau électrique analogique comportant une pluralité de noeuds 11 auxquels i 1 convient de prélever des tensions à étudier. Un oscillateur 12 applique au réseau 10 une tension de base , prise ci-après comme tension de référence ; il s'agit le plus souvent d'une tension alternative haute fréquence, de l'ordre par exemple de 30 kHz. Le dispositif selon l'invention est constitué essentiellement par un détecteur 13 qui reçoit, d'une part la tension de référence V0, et d'autre part la tension alternative V prélevée en un noeud Il quelconque du réseau 10 par une sonde 14. Ainsi qu'il sera explicité ultérieurement, ce détecteur 13 élabore deux grandeurs algébriques X, Y, sous forme de tensions continues, et celles-ci sont destinées à être introduites dans un rationètre 15 dont on a schématisé en 16 la sortie digitale. Le détecteur 13 comporte en parallèle deux chaines opérationnelles semblables A, B. Tel que représenté à la figure 3, l'une quelconque de ces charnels comporte en série un premier amplificateur opérationnel 18, monté en adaptateur c'est-à-dire en amplificateur, un circuit de détection 19, un deuxième amplificateur opérationnel 20 monté en suiveur pour adaptation en impédance, et un circuit intégrateur lisseur 22 destiné à éliminer les fluctuations de tension parasi% Bien entendu le schéma explicité ci-dessus n'est que partiel et peut sinécessaire Qtre complété par tous les dispositifs annexes usuels dans cette technique, et notamment par des potentiomètres d'adaptation et de réglage. La chaîne opérationnelle A reçoit la seule tension de référence V0 et élabore, sous forme de tension continue, une grandeur algébrique X proportionnelle à l'amplitude de cette tension de référence X = k. |Vo | La chaîne opérationnelle B reçoit la tension de référence V0 et la tension V prélevée au noeud 11 considéré du réseau 10, et en assure la sommation dans le plan complexe. Elle élabore- sous forme de tension continue une grandeur algébrique Y proportionnelle à la valeur absolue de la somme ainsi obtenue Y = k. V, + V Par suite Ainsi le ratiomètre 15 peut former le rapport V VO de la tension prélevée à la tension de référence, le résultat de la différence (Y-X) donnant le signe de ce rapport. Ce signe résulte en fait de la sommation dans le plan complexe effectué par le dispositif selon l'invention, tandis que le calcul direct du rapport V/V0, sans passage par les grandeurs algébriques X-Y, ne permettrait pas de connattre le signe à appliquer à ce rapport. Le facteur de proportionnalité K étant le même pour les deux channes opérationnelles A, B, qui sont semblables, une éventuelle quelconque dérive d'un quelconque des composants de ces channes est sans effet sur les résultats. La sonde 14 utilisée doit présenter une impédance très élevée pour que son application à un noeud quelconque Il du réseau 10 ne perturbe pas le régime de potentiel de ce noeud et de l'ensemble du réseau. Elle joue donc à cet égard un rôle d'adaptation en impédance. Cette sonde 14, tel que schématisé à la figure 4, peut être constituée par un câble coaxial enfichable 25 lié à demeure à un meme suiveur 26. Un tel câble comportant par lui-même une capacité non négligeable, susceptible de perturber les résultats, il est prévu de compenser les effets de cette capacité en plaçant une self 27 entre le conducteur intérieur 28 et le conducteur extérieur 29 de ce câble, cette self étant choisie pour former avec la capacité propre du câble 25 un circuit bouchon. De préférence le suiveur 26 a une impédance élevée au moins égale à celle de ce circuit bouchon. De préférence également la self 27 est disposée, par exemple dans un bottier 30 particulier, à l'entrée du câble 25, ce qui évite le passage de courants parasites. De préférence enfin , une capacité variable 32 est prévue dans le coffret 34 du suiveur ou détecteur, pour permettre tout réglage nécessaire. Selon la variante de réalisation schématiquement illustrée par la figure 5, à chaque noeud du réseau 10 est associée à demeure une sonde individuelle 25i. Chacune de ces sondes 25i, dont une seule est représentée à la figure 5, est reliée à l'un des plots ou bornes 35i d'un dispositif de commutation 36 ; on a schématisé en 37 l'organe de bala yage de ce dispositif de commutation et cet organe de balayage est relié à un suiveur ou détecteur 26 commun à toutes les sondes 25i. A chacune de ces sondes 25i est en outre associée une self de compensation 27i et une capacité variable de réglage 32i. Lors du prélèvement des tensions à mesurer un quelconque mécanisme, mécanique, électrique ou électronique par exemple, fait balayer pas à pas les plots 35i du dispositif de commutation 36 par l'organe de balayage 37 de ce dispositif, pour liaison successive de chacune des sondes 25i à l'élément suiveur ou détecteur 26 qui leur est commun. Par exemple un tel dispositif de commutation peut comporter plusieurs centaines de plots, l'organe de balayage s'arrêtant de l'ordre d'une fraction de seconde ou d'une seconde sur chacun de ces plots. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux formes de mise en oeuvre schématiquement décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. En outre les familiers de ce domaine technique comprendront aisément qu'il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'aménager de manière usuelle les chaînes opérationnelles, ou d'une manière plus générale loe organes, qui en constituent notamment l'obJet. REVENDICATIONS îo Dispositif pour le prélèvement d'une tension alternative en un quelconque point d'un quelconque réseau analogique et la transformation de cette tension en grandeurs algébriques, avec diF crimination de phase, en vue de l'introduction de ces grandeurs algébriques dans un appareil numérique, tel que ratiomètre, et 1' élaboration par celui-ci d'un nombre image de ladite tension, pour un traitement digital de celle-ci, un tel dispositif caractérisé en ce que, en combinaison avec une sonde de prélèvement susceptible d'être appliquée sur ledit point dudit réseau, il comporte un détecteur présentant en parallèle deux chaînes opérationnelles semblables, l'une qui reçoit une tension de référence et qui est adaptée à élaborer une première grandeur algébrique proportionnelleà l'amplitude de cette tension, l'autre qui reçoit, d'une part cette tension de référence, et d'autre part la tension prélevée par la sonde et qui est adaptée à assurer la somme dans le plan complexe de ces deux tensions et à élaborer une deuxième grandeur algébrique proportionnelle à cette somme. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque chaîne opérationnelle comporte un premier amplificateur opérationnel monté en amplificateur, un circuit de détection, et un deuxième amplificateur opérationnel monté en suiveur. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque channe opérationnelle comporte en outre un circuit intégrateur lisseur en aval du deuxième amplificateur opérationnel. 4.Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde de prélèvement est un câble coaxial de préférence enfichable, entre les conducteurs duquel est établie une self formant un circuit bouchon avec la capacité propre dudit câble, ledit câble étant associé à un élément suiveur ayant de préférence une impédance élevée, au moins égale à celle dudit circuit bouchon. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la self est disposée à l'entrée de la sonde 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 5, caractérisé en ce que une capacité variable de réglage est associée à la sandre. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des tevendications 1 à 6, caractérisé en ce que il lui est associé à demeure une sonde unique. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commutation permettant par balayage de relier à un élément suiveur commun une sonde.quelconque parmi une pluralité de sondes associées à demeure, chacune respectivement, à divers points du réseau0