Brevet FR2199123A1 — publié le 19740405

la présente invention concerne des convertisseurs de grandeurs électriques et plus particulièrement les convertisseurs de grandeurs électriques alternatives. On connais un convertisseur comprenant notamment, à partir d'une entrée à laquelle est appliquée la grandeur électrique à convertir, un transformateur suivi d'un pont redresseur, une source commandable pouvant fournir une tension de référence dont entrée est connectée à-es sorties du pont redresseur, un comparateur dont une entrée est connectée aux autres sorties du pont redresseur, l'autre entrée du comparateur étant connectée à la sortie de la source de référence. Enfin le dispositif comporte à sa sortie un amplificateur dont les entrées sont connectées aux sorties du comparateur et dont la sortie peut être reliée à un indicateur de mesure.Pour que ces convertisseurs soient utilisables en tous points et en tous lieux, les amplificateurs sont alimentés généralement à partir de la grandeur électrique à convertir, c'est ainsi que dans les cas d'un convertisseur, tel que décrit sommairement ci-dessus les entrées d'alimentation de l'am- plificateur sont reliées à une sortie du transformateur d'entrée a travers un circuit d'alimentation pouvant fournir la tension nécessaire à l'alimentation de cet amplificateur. Ceci permet donc d'utiliser les convertisseurs en tous lieux, mais lorsque l'on utilise ces convertisseurs comme convertisseurs de tensions électriques de fortes amplitudes, il arrive quelquefois que les indications que celui-ci indique en sortie soient inexactes.En effet, lorsque ces convertisseurs sont branchés à une ligne qui normalement ne devrait pas autre alimentée mais qui peut être néanmoins soumise à l'action d'une autre ligne par des effets par exemple d'induction, il apparat sur cette ligne au moins une tension. Du fait que les amplificateurs ne sont pas construits de façon symétriques, car il est très difficile de trouver des éléments électroniques qui soient identiques et stables. ane partie de cette tension obtenue aux bornes du transformateur d'entrée du convertisseur est appliquée par l'intermédaire du circuit d'alimentation aux entrées d'alimentation de l'amplificateur qui est déséquilibr6, lequel donne alors à sa sortie,un signal parasite qui peut être confondu avec un signal de mesure. la présente invention a pour but d'éviter notamment cet inconvénient. la présente invention a pour objet un convertisseur de grandeurs électriques comprenant au moins un comparateur pour faire la différence entre une grandeur électrique de référence et une grandeur électrique proportionnelle à ladite grandeur à convertir, un amplificateur, recevant le signal délivré à la sortie dudit comparateur et un circuit pour alimenter ledit amplificateur sur deux entrées, une première entrée dite positive et une seconde entrée dite négative, à partir de ladite grandeur à convertir caractérisé par le fait qu'il comporte un interrupteur à seuil permettant de court-circuiter une partie de ladite tension d'alimentation dudit amplificateur, lorsque la grandeur à convertir est inférieure à une valeur déterminée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel - la figure 1 représente un schéma de principe d'un mode de réalisation préférée d'un dispositif selon l'invention et, - la figure 2 un schéma de réalisation pratique d'une partie du dispositif selon la figure 1. Bur la figure 1 est représentée sous forme d'un bloc diagramme schématique un mode de réalisation préférée d'un convertisseur selon l'invention, permettant de mesurer une tension alternative de grande valeur avec une précision relativement importante. Ce convertisseur comporte à partir de deux bornes d'entrée 1 et 2, un transformateur 3 permettant d'obtenir à sa sortie 4 une tension proportionnelle à celle qui est appliquée à ses deux bornes d'entrée 1 et 2. Ia sortie 4 du transformateur 3 est reliée à l'entrée d'un pont redresseur 5 permettant d'obtenir sur une première sortie 6 une tension dont la valeur est proportionnelle à celle appliquée à l'entrée du transformateur 3.Une autre sortie 7 du pont redresseur 5 est reliée à un circuit 8 permettant de délivrer à sa sortie 9 une tension de référence moyenne . Ire convertisseur comprend de plus,un comparateur 10 dont les deux entrées 11 et 12 sont reliées respectivement aux deux sorties,6 du pont redresseur 5, et 9 de la source de référence. La sortie de ce comparateur 10permettant d'effectuer par exemple une soustraction, est reliée à l'entrée d'un amplificateur 13 pouvant être de type classique ou opérationnel. La sortie de cet amplificateur 13 constitue la sortie 14 du convertisseur. il est nécessaire que l'amplificateur 13 soit alimenté. Une des solutions consiste à l'alimenter à partir de la tension appliquée à l'entrée du convertisseur,c'est-à-dire celle appliquée aux deux entrées I et 2 du transformateur 3. Pour cela le transforamteur 3 délivre sur une deuxième sortie 15 une tension qui permet à travers un circuit d'alimentation 16,~d'alimenter l'amplificateur 13 par ses deux entrées d'alimentation 17 et 18. Le circuit d'alimentation 16 peut être constitué à titre d'exemple d'un transformateur abaisseur de tension suivi d'un pont. redresseur pour délivrer à ses deux sorties une tension continue, par exemple pour des amplificateurs opérationnels de type classique respectivement sur ses deux sorties 20 et 21 plus 15 volts et moins 15 volts. Le convertisseur comprend aussi, interposé entre le circuit d'alimentation 16 et les entrées d'alimentation 17 et 18 de l'amplificateur 13 un interrupteur à seuil 19 permettant lorsque la tension appliquée à l'entrée du convertisseur n'a pas atteint un seuil déterminé, de court-circuiter une partie de l'alimentation de l'amplificateur 13 de façon que ceui-ci ne délivre aucun signal à sa sortie ou alors un signal qui ne puisse pas être interprété, par un indicateur qui serait connecté à la sortie 14, comme un signal de mesure. La figure 2 représente à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'interrupteur 19 selon la figure 1. Dans ce mode de réalisation on suppose qu'on obtient à la sortie 20 et 21 de l'alimentation 16 deux tensions respectivement +V et -V. Cet interrupteur comprend un diviseur de tension 22 constitué d'une résistance 23 et d'une résistance potentiométrique 24 montées en série reliant le potentiel positif +V à la masse. Le point commun de ces deux résistances 23 et 24, est relié à l'anode d'une diode Zener 25. La cathode de cette diode Zener est reliée à la base 26 d'un transistor PNP 27 dont l'émetteur est relié à la masse et dont le collecteur est relié au potentiel positif à travers une résistance 28. Le collecteur du transistor 27 est au si relié à la base 29 d'un transistor 30 de type PNP dont l'émetteur est relié à la masse et dont le collecteur est relié au potentiel négatif. Le fonctionnement du dispositif est le suivant lorsque une tension est appliquée à l'entrée du transformateur 3 celui-ci délivre une tension proportionnelle à sa sortie 4. Cette tension est redressée dans le pont redresseur 5 qui délivre à ses sorties 6 et 7 des tensions continues proportionnelles. La sortie 6 est reliée au comparateur tandis que la sortie 7 reliée au circuit 8 permet de donner naissance à la sortie de celui-ci, à une tension de référence moyenne constante. Les tensions obtenues respectivement aux sorties du redresseur et du circuit fournissant une tension de référence, sont soustraites dans le comparateur 10, le signal obtenu à sa sortie est alors amplifié par être utilisé à la sortie 14 pour éventuellement être appliqué à un indicateur de mesure de type quelconque par exemple le galvanomètre d'un enregistreur. La tension de référence moyenne permet ainsi d'obtenir un décalage du zéro du convertisseur pour obtenir une plus grande précision de la mesure aux alentours d'une valeur déterminée de tension à mesurer. Lorsqu'une mesure, se fait avec un tel convertisseur, sur un premier deu de barres non alimentées d'une ligne à bailie tension se trouvant à proximité d'un second jeu de barres alimentées en haute tension, il apparat sur le premier jeu de barres une tension résiduelle, cette tension résiduelle est généralement due à un couplage par induction entre les barres. Généralement cette tension induite est d'une valeur relativement beaucoup plus faible que celle qui doit régner normalement sur la ligne à mesurer. Dans ce cas il arrive que l'appareil indifiateur à la sortie du convertisseur reçoive quelquefois un signal.Ce signal est délivré par l'amplificateur qui est alimenté partiellement puisque son alimentation est prise directement sur le signal électrique à convertir Pour éliminer cet inconvénient on place entre le circuit d'alimentation 16 et l'entrée d'alimentation de l'amplificateur 17 un interrupteur à seuil qui permet de court-circuiter par exemple avec un dispositif, tel que représenté sur la figure 2, la tension négative de façon que l'amplificateur soit alimenté de façon dissymétrique imposée, entre une tension positive et la masse. Ainsi, non alimenté symétriquement, l'amplificateur délivre à sa sortie un signal qui correspond pour l'indicateur connecté à la sortie de l'amplificateur à une absence de signal à entrée du transformateur 3. L'interrupteur à seuil 19 représenté sur la figure 2 fonctionne de la façon suivante : le diviseur de tension 22 permet d'appliquer une tension déterminée réglable par la résistance potentiométrique 24 sur l'anode de la diode Zener, ainsi lorsque la tension à l'entrée du transformateur 3 est insuffisante pour être un signal ayant une valeur voisine de celle qui devrait être normalement connectée, la diode Zener est bloquée et la tension appliquée sur la base 26 du transistor 27 le maintient non passant, ainsi lorsque le transistor 27 est bloqué, le potentiel de son collecteur est alors celui du potentiel positif et comme ce collecteur est connecté à la base 29 du transistor 30, le potentiel de la base 29 étant aussi au potentiel positif, le transistor 29 débloqué, est rendu conducteur, ce qui permet de court-circuiter le potentiel négatif de la ligne 21 avec la masse. De ce fait, les bornes 17 et 18 de l'amplificateur 13 sont respectivement au potentiel positif de la ligne 20, et la masse par la ligne 19. Par contre, lorsque le signal appliqué à l'entrée du convertisseur est suffisant,et,eKde l'ordre de grandeur du signal qui doit être normalement converti, la tension à l'anode de la diode Zener est suffisante pour rendre passante cette diode et le potentiel de la cathode permet de saturer le transistor 27 et donc de le rendre passant. Le potentiel de son collecteur chute donc et ainsi permet de bloquer le transistor 30 qui est rendu non passant et en conséquence l'amplificateur est bien alimenté normalement par les deux lignes 20 et 21 qui sont alors respectivement au potentiel plus et moins V. REVnNDICATI0NS. 1/ Convertisseur de grandeurs électriques comprenant au moins un comparateur pour faire la différence entre une grandeur électrique de référence et une grandeur électrique proportionnelle à ladite grandeur à convertir, un amplificateur recevant le signal délivré à la sortie dudit comparateur et un circuit pour alimenter ledit amplificateur sur deux entrées, une première entrée dite positive et une seconde entrée dite négative, à partir de ladite grandeur à convertir caractérisé par le fait qutil comporte un interrupteur à seuil permettant de court-circuiter une partie de ladite tension d'alimentation dudit amplificateur lorsque la grandeur à convertir est à infériexueà une valeur déterminée. 2/ Convertisseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit interrupteur à seuil comprend, un diviseur de tension, une diode Zener dont une première électrode est connectée au point de sortie du diviseur de tension, un premier transistor dont la base est reliée à la deuxième électrode de la diode Zener, et un second transistor dont la base est reliée à la sortie dudit premier transistor.