<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Procédé do M0 ura automatique doue déphasage et appareil*
EMI1.2
en faisant application
EMI1.3
La présente invention est olat3,a itn procédé de me sure i automatique d'un déphasage et aux ppafeitt fe 1' faisant i applîcàtï+j cj.l concerne pbidu.i rrr:tii,wtn de ce pirecidé pour mesurer lgindito do réfraction d'un Sait .1 ta procédé cornu {tour1 effectuer au tells wkêuuroâ, utilir là production on hwrteëquengoà.
De ondea noues d'un it)6ntû générateur sont teautebibut par deux voie paiall le , Ittine ayant des caractéristiques fixe taudis qu<t l'on ihtericale dans l'autre une enceinte contenant i<' gaz dont on dé 4o'eonurce l'indice de réfraction, té* deux rradr que transmettent cet voies, sont combinée* par addition et itduatraetio. dans u MelaneNuf produisant doux courant dont les intensités ont respectivement proportionnelles aux cari' 6 s des <Mi)plitMdot
<Desc/Clms Page number 2>
de l'onde do nonne et de l'onde de différence* La différence de car intensités mesure le cosinus du déphasge #1 - #2 de car ondes, ce déphasage est lié à l'indice de réfraction n du gaz par la relation :
EMI2.1
1 -fa 811 A 3( .
(ri..1 d - 2 Ir <V1---" l' .. 1) d 2 IT
Dans cette expression :
2r- constante diélectrique du Milieu #1 - perméabilité relative du milieu d = épaisseur du Milieu, traversé par le champ hyper- fréquence.
On observe les variations do cotte différence de courant, qui mosure le déphasage des endos, en utilisant un oscillographe cathodique aux plaques do déviation verticale duquel on appliqué une tension proportionnelle audit courant, tandis qu'une tenaient produite par une base de temps, est appliquée aux plaques de déviation horizontale.
Lorsque l'indice à mesurer subit de grandes variations, il apparaît en général sur l'écran do 1 oscillographe une courbu pseudo-périodique, saut si le déphasagelvarie linéairement en fonction du temps auquel cas ladite courbe est sinusoïdale* L'interprétation de cette courbe est délicate, lorsque les variations de l'indice à mesurer sont rapide , et en particulier lorsque le phénomène étudié no peut pas être reproduit.
Par suite de la pseudo-périodicité de la courbe observée, il cat difficile de mesurer un déphasage qui n'est pas un multiple entier de #. Cependant même dans ce cas la détermination de l'ordre de co multiple n'ost pas aiséo. Enfin cette courbe comporte des irrégularité.
difficilement observable quand le sens do la variation de l'indice change, et il peut en résulter d'autres erreurs. Do plus l'amplitude de cette courbe est réduite en cas d'absorption par le gaz étudié ce qui est susceptible
<Desc/Clms Page number 3>
de provoquer de nouvelles confusions.
La présente invention duo aux travaux do MM. Jean
BLIAUX, Albert NEYRON, Renaud PAPOULAR, Michel RAY, du COM- @ MISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE, a pour objectai procédé pal- @ liant ces difficultés et permettant d'obtenir des mesures de grande précision.
Co procédé, du type suivant lequel on combine, par addition ot soustraction, les ondes que transmettent les doux voies (voie de mesure ou voie principale et voie auxiliaire), cet caractérisé en co que la différence des courante issus du @ mélangeur (différence mesurant le déphasage entre Ion voies) commando un organe qui a pour rôle d'annuler sensiblement ce déphasage, un appareil, qui mesure la tension de comrande do cet organe d'équilibrage, affichant en permanence la différence entre la longueur électrique de la première vole de mesure et la valeur de la longueurélectrique de la seconde voie dans les conditions de référence.
On rappelle que la longueur électrique d'un trajet parcouru par une onde est égale au déphasage que subit cette onde, s'il est exprimé en radians*
Suivant un premier mode do mise en oeuvre du procédé, les courants produits par les détecteurs du mélangeur sont appliqués à un amplificateur différentiel qui commande un déphaseur, constituant l'organe d'équilibrage,ce déphaseur étant intercalé dans la voie auxiliaire.
Un peut utiliser un autre moyen pour rendre nul le déphasage entre loa voies; il consiste à régler la fréquence des ondes produites par le générateur réuni à ces voies; on utilise alors le courant,
issu do l'amplificateur différentiel pour commander la fréquence do fonctionnement de co générateur*
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
four mtoortairg comprendra le* caractéristique* toch- nique* de la présente invention on va décrire doux exemples de réalisations étant entendu que ceux-ci n'ont aucun caractère limitatif quant aux mode de mine on oeuvre u aux Applications qu'on peut en faire.
EMI4.2
La fCt çpt te schéma électrique d'un dispositif tntcjr<'ro'K6tp:i.qup conforme à I#Invonton An ai lequel fattaefvtw sèment du déphasage entre Ion onde* que trans ttent la voie principale et la vqio auxiliaire cet obtenu p ir réglage autotxa- mqu* d'un dpwaonur i".6é dans cotte voie auxiliaire.
' 't'pt Fig. ost,\lp schéma électrique d'un socond dispooi- 4ptu conforme à l'invontlonî, dans lequel l'opjtorviespmont du déphasage 04-deoi3us défipk est obtenu en réglant la fréquence du générateur qui alimente les doux vote*.
EMI4.3
' Le dispositif 49 14 r11. 1 comporte un système de guide d'ondo cascntieUt.ttnt constitué de djux voies parallèles 1 la voie de mosuro 1 Pt 14 VQ1 auxiliaire 9 ces deux voies ayant une partie çommupeo Un spn6atu. 3 est réuni à une partie commune % de ces deux voies dont le tréNit6. at'outiaBont aux entrées 5 et 6 d'un mélangeur 7t Celui-ci conbine les deux ondes incidentes par addition et soustraction produisant deux courants dont les intensités iet id sont respectivement proportionnelles aux
EMI4.4
carrés des amplitudes de l' !,Inde dljt somme et le Inonda de ditté. rence.
Pane la voie de mesure est insérée l'enceinte 6 remplie du gaz dont on désire mesurer l'indice do réfraction en période
EMI4.5
d'io,,1.aton.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
C&tte .enceinte roçoït l'onde dih'rttuenc.i tàn8i. dans la voie de mesure, par 1 intermédiaire du'colrnot émetteur 9; l'onde ayant traversé ladite enceinte, est réintroduite dans le guide d'onde de la voie de mesure par l'intermédiaire,
du
EMI5.2
cornet récepteur 1 - La voie auxiliaire 2 comporte un dephboeut 11 dont on expliquera ultérieurement le râle* Le$' courant* @
EMI5.3
produits par le mélangeur sent injecté* de>pd lien circuits d'ontréo d1un amplificateur différentiel jal la jigrtal produit par co 'dispositif ont appliqué à un amplificateur do puîjsattcô 13, qui commanda 16 46phaedut Il de la vole auxiliaire. Le courant lànu de cet atopua-cateuf est également appliqua à ltapparoïl de metturo 14 @ On expliquera maintenant 10 fonctionnement du dispositif
EMI5.4
venant d'6tif6 décrit* 1,E:1J ondes isauëb des, deux -Voie..
(voie de mesure et voie auxiliaire) et pénétrant dans les branche*
EMI5.5
latérale d 'entrée du mélangeur sont combinées comme on ita déjà expliquât Si on appelle al et 1 l'amplitude et la phaso do l'onde issue do la V"i<b do mesure 'tandis quo ''n appelle a2 et 02 l'amplitude ut la phase de* l'onde issuo do la vate auxiliaire, Ion courants 1a et id sont fopr8té. par les expressions ci-dusâeuâ
EMI5.6
i 0 x k tCèt 2 1 ri a.
i rcs8 to2 le o 1 7 i it Z-&2 + A 2 - 24 tk2on (02' - 01g
EMI5.7
les expffsttiûna sont établies en supposant que dans les branches de sortie du mélangeur 7, où apparaissent les ondes do Nomme et de différence, sont disposés des détecteur qua-
EMI5.8
dretiques 15 et 16 ayant pour ttooffioietit de détection k et k.(i s ka 2 ).
Si l'on choisit don crifltaiix tels que k 0 m k d Uk le courant I produit par l'amplifies tour différentiel 12 est donne par l'expression
<Desc/Clms Page number 6>
I - is - id - 4 k a1 a2 cos (#2-#1)
Le déphaseur 11 est commandé par le courant I, pria amplification dans le dispositif 13, de façon à rendre aussi petit que possible 10 déphasage,
Le courant produit-par l'amplificateur cet également appliqué à l'appareil de mesure 14.
Celui-ci indique la diffé- rence## ontre la phase actuelle de l'onde transmise par la voie 1 de mesure et la phase, de l'onde transmise par la vois auxiliaire dans les conditions initiales de référence les phases de* onde* produits* par le générateur étant supposée* identiques dans les deux cas.
Le Mélangeur 7 peut être réalisé de plusieurs manières équivalentes, on indiquera cependant qu'il est commode d'uti*' User le dispositif de Jonction. do guides d'ondes à quatre branches connu août le nota de T magique* Cette jonction est . constituée par la superposition d'un T shunt et.
d'un T série, dont le* branches latérales sont communes. Le mélangeur 7 com- prend alors un T magique 17, dont les branches latérales 18 et
19 sont respectivement réunies aux voie* 1, 2, et dans le* branches magnétique 20 et électrique 21 duquel sont disposée les détecteurs 15 et 16.
Le dispositif de la Fig. 2 comporte des éléments analogues ceux do la Fig. 1. Ceux-ci sont désignée dans les deux figures par les mômes symboles numériques. On remarquera que dans ce deuxième montage le courant produit par 1 'amplificateur de puissance 13 est utilisé pour commander la fréquence du gênera-' tour 3.
On a été conduit ici à utilise.- une voie auxiliaire 2 dont la longueur électrique est très différente de ce!le de la voie de mesure, la voie auxiliaire étdnt beaucoup plus longue que la voie de mesuro, de sorte que le réglage de la fréquence agit principalement sur la phase #2 de l'onde transmise par
EUR/C/3373/ 62 f- 76 #
<Desc/Clms Page number 7>
la vote auxiliaire tandis qu'elle n'agit presque pas sur la phase #1 de l'onde transmise par l'autre voie,
L'utilisation de l'interféromètre dont on vient de décrire doux modes de réalisation est particulièrement avantageuse quand on @. délire faire des mesure statiques ou dynamiques très. précis... l'amplitude maximale des déphasages étant d'environ
Elle présente on outra l'avantage d'utiliser une méthode de zéro si bien que sa sensibilité est constante,
La demanderesse a construit un interférmomètre Asservi un fréquence (du type de celui de la Fig.
2) qui fonctionne au voisinage de 9.200 MHz. Les résultats obtenus on été tout fait satisfaisants, les caractéristiquer principales sont les suivantes - variation! maximales de phase mesurables 8 @ = 1440 - variations minimales de Phase décelable #/70 = - erreur maximale sur toute la gamme 5 % bande passante pouvant varier do (0-2 k Hz) à (50 H2 - 100 k Hz) $suivant les amplificateur utilssés.