Procédé de mesure du temps de multiplication par un facteur donnE de la valeur d'une grandeur à variation
EMI1.1
rexponenmeme, eL aisposmr pour ia mise en oeuvre au
procédé.
La présente invention a pour objets un procédé de
mesure du temps de multiplication par un facteur donné de
la valeur d'une grandeur à variation au moins approximati
vement exponentielle, ainsi qu'un dispositif pour la mise
en oeuvre de ce procédé.
Une des applications possibles de l'invention est
par exemple, la mesure du temps de doublement de la puis
sance d'un réacteur nucléaire.
La mesure des temps de doublement des réacteurs a
été effectuée jusqu'à maintenant au moyen de dispositifs
relativement compliqués et dont le fonctionnement ne pré-
sente pas une précision suffisante pour qu'ils puissent
satisfaire aux exigences toujours plus poussées qui s'im-
posent dans cette branche de la technique.
Dans certains dispositifs de contrôle automatique,
par exemple des dispositifs de contrôle automatique du
gain d'un photomultiplicateur, on a déjà utilisé des cir
cuits électriques qui subissent des commutations déclen
chées par certains phénomènes. On connaît aussi des cir
cuits électriques notamment du type convertisseur analogi-
que-digital qui comprennent des ensembles série ou paral lèle de résistances dont les valeurs constituent une progression géométrique.
Or, on a trouvé qu'il était possible de mettre à profit les propriétés des circuits subissant des commutations sous l'effet de phénomènes déterminés, en utilisant dans la construction d'un dispositif du genre mentionné ci-dessus des séries de résistances dont les valeurs constituent une progression géométrique, pour obtenir une mesure du temps de doublement d'une grandeur à variation exponentielle telle que la puissance d'un réacteur qui soit plus précise et qui mette en oeuvre des moyens plus simples que celle que l'on obtenait avec les dispositifs connus jusqu'à maintenant.
Dans ce but, le procédé, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'on injecte un courant proportionnel à la grandeur à mesurer à l'entrée d'un réseau comprenantun amplificateur à contre-réaction et forte résistance d'entrée, en ce qu'on modifie les connexions entre certains éléments du réseau et l'amplificateur chaque fois que la tension de sortie du dit amplificateur atteint une valeur finale donnée de façon à ramener la dite tension à une valeur initiale déterminée et en ce qu'on mesure le temps qui s'écoule entre les périodes où la tension de sortie est ramenée à la dite valeur initiale.
Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un amplificateur à forte résistance d'entrée, une série de (n+1) résistances dont la première présente une conductance donnée (Go) tandis que les autres ont pour valeur de conductance les n premiers termes d'une progression géométrique de raison 2 et de premier terme Got ces résistances étant réunies par une de leurs extrémités à l'une des bornes d'entrée de l'amplificateur, une connexion intermittente permettant de relier l'une quelconque des dites résistances à l'une des bornes de sortie de l'amplifica- teur, une seconde connexion intermittente permettant de relier en parallèle les résistances de rang inférieur une borne maintenue à un potentiel donné correspondant au dit potentiel initial,
et un dispositif de mesure du temps relié par un organe de transmission et de commutation à la sortie de l'amplificateur.
Afin de compenser l'imprécision des résistances, la borne de sortie non réunie à la masse de l'amplifi- cateur peut tre réunie à la masse par une résistance munie d'un curseur auquel est réunie la résistance constituant la voie de rétroaction de l'amplificateur.
Dans le cas od ce dispositif est appliqué à la mesure du temps de doublement de la puissance d'un réacteur nucléaire, le courant proportionnel à cette puissance est produit par une chambre d'ionisation.
Divers exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont décrits ci-dessus, à titre d'exem- ple, en se référant au dessin annexé dans lequel :
La fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif de mesure selon l'invention,
la fig. 2 est un tableau comportant une courbe de la tension de sortie de l'amplificateur au cours des opérations de commutation avec indication des conductan ces mises en jeu,
les fig. 3A et 3B sont deux schémas du dispositif de mesure expliquant le fonctionnement entre deux opérations de commutation,
la fig. 4 est un schéma analogue à la fig. 3B, et relatif à une variante,
la fig. 5 est un schéma explicatif du mode d'étalonnage,
la fig. 6 est un schéma d'un exemple de circuit de changement de commutation,
la fig.
7 est un schéma d'un exemple du circuit mesurant le temps.
Le dispositif de mesure du temps de doublement d'un phénomène à variation exponentielle, représenté à la fig. 1, comprend une source produisant un courant proportionnel à la grandeur mesurée. Dans le cas comme ici, où le dispositif est appliqué à la mesure du temps de doublement de la puissance d'un réacteur nucléaire, la source est une chambre d'ionisation compensée 1 dont le courant est supposé proportionnel à la puissance--------------------------------------------- du rÚacteur et q@i est reliÚe par un cÔble coaxial 2 Ó l'entrÚe 3 d'un amplificateur 4 linÚaire Ó tube Úlectrom¯tre d'entrÚe, et demain élevé, supérieur à 5 000 par exemple.
L'entrée 3 de cet amplificateur est reliée par un conduc- teur 5 au centre 6 d'une "@toile" 7 constituÚe de (n + 1) résistances R, R, R,,...... R. Sur la figure le nombre n a été lii. ité à 5, 1-lais pratiquenent ce noLobre n est supérieur à ce chiffre et peut entre de l'ordre de plusieurs dizaines.
Les conductances de ces résistances ont les valeures sui- vans s :
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On reLiarquera que les conductances des dernières r@@sta@@@@ constituent les n preuiers ternes d'une progression géométrique de raison 2 et de prenier terue G.
Un calcul simple établi à partir des (n + 1) égalisa cidessus montre que la conductance Gk est Úgale Ó la somme des conductances des résistances de rang inférieur : G1 à G. En d'autres ternes Ja conductance d'une résistance de rang i est égale à la concluctarce globale des résistances de rang inférieur réunis en parallèle.
La sortie 8 ile l'amplifi@@teur est reliÚe par un conducteur;) Ó un point 10 avec lequel chacune des résistances vient successive ent en contf. et, tandis que laB résistances de rang inférieur viennent au contact d'un élément conducteur 11 cn forme d'ar@ circulaire de centre 6 relié a une borne d'une source ce tension portée au potentiel -U.
Sur la figure la résistance R est connectée entre le point t 6 et 1'élément 11, c'est-à-dire entre l'entrée de l'amplificateur et relouent qui est au potentiel-U, tandis que la résistance R1 est connectée entre les points 6 et 10, c'est-à-dire entre l'entrée et la sortie de l'amplificateur.
Bien entendu, la pièce de contact 11 qui met les résistances, successivement, en parallèle, entre le point 6 et le point de poteltiel-U peut être rei. placée p-r tout dispositif de commutation perrettant d'obtenir le uêr. te résultat. L'éludent 11 constitue une représentation schéniutique du système de commutation qui peut 2tro, en fait, réalisé sous des foroes très diverses ; notaoaent, les cor. ti. ! utations peuvent être réalisées au ncyen de relais à haut isolement, chaque relais ne pouvant commuter qu'une seule résistance.
Lt : s noi.. breuses variantes possibles sont Ó la portÚe du spécialiste et il n'est donc pas nécessaire d'en faire des descrip- tions spéciales,
Enfin, l'amplificateur est connecté à un dispositif eoni. iu- tateur 13, lequel est lui-mÛme reliÚ Ó un dispositif de usure du temps 15.
D'une mani¯re gÚnÚrale, le dispositif dÚcrit fo@ctionne de lan.anièresuivante:
Au début de la divergence du rÚacteur l'extrÚmitÚ libre de la conductance Go est reliée à la sortie de l'amplificateur.
Quand la tension de sortie Vs de l'amplificateur devient supérieure à une valeur-U de l'ordre de (-IOV) le dispositif commutateur @@ connecte : a) la conductance Go Ó l'ÚlÚment 11, qui est au potentiel fixe de valeur-U, b) la conductance G1 au point 10, c'est-Ó-dire Ó la sortie de l'@@- plificateur.
A la ni¯me commutation la conductance Gn remplace la conductance Gn-1 entre les bornes 3 et 8 de l'amplificateur toutes les conductances de rang inférieur, de G à G (inclusivement) étant reliées Ó relouent 11 de potentiel fixe-Us ce faisceau de rÚsistances en parall¯le ayant une conductance gn = Gn
Le tableau de la Fig. 2 illustre les diffÚrentes phases de ce fonctionne. ent.
Ici la première case horizontale indique les instants des (n + 1) com@@@@tions successives numérotées de 1 à n + 1.
-la seconde c. se horizontale est un graphique représentant les variations de la tension de sortie V de l'amplificateur en fonction
s du temps; chaque fois que cette tension Vs atteint la valeur -U, il se produit une commutation qui réduit la valeur de cette tension
VS a zéro puis cette tension croft Ó nouveau, en valeur absolue, au cours de la nouvelle période.
-la troisième case horizontale indique pour chacune des périodes la référence de la conductance Gk de la résistance qui est branchée en dérivation sur l'amplificateur.
-la quatrièLe case horizontale indique les références des faisceaux de cond@ctances Go Ó Gk-1 des rÚsistances qui sont branchÚes en parall¯le entre l'entrÚe de l'amplificateur et le point Ó potentiel -U durant chacune des périodes, après une commutation quelconque, la k , les conductances G a G, snt ainsi branchées en parallèle, et leur conductance totale gk est égale à la valeur de la conductance
Gk branchée en dérivation sur 1'amplificateur.
Sur la Fig. 3A est reprÚsentÚ l'Útat du syst¯me de rÚsistances au dÚbut de la ni¯me mesure c'est-Ó-dire aussit¯t apr¯s la ni¯me commutation, Gn venant d'Ûtre co@mutÚe en dÚrivation sur l'amplificateur tandis que G vient d'être couuutée au conducteur 11 ; l'enseable des conductances Go à G ainsi connectées en parallèle est indiquÚ au schÚma par la rÚfÚrence gn.
Le courant Ich de la chambre est alors Úgal Ó 2 UGn-1' c'est-Ó-dire Ó UGn ; il est absorbÚ enti¯rement par gn, et est done reprÚsentÚ par le courant In (Fig. 3A) la tension de sortie est done nulle, comme indiquÚ sur la Fig. 2.
A la fin de la ni¯me pÚriode, le courant Ich va s'élever à la valeur 2UG = 21 = valeur absolue de la tension de sortie va s'élever de nouveau à-U et le dispositif de commutation vr être actionné.
Si l'on admet que le dispositif comprend une n+1 i¯me résistance, une nouvelle coLinutation s'effectue et une nouvelle @ période de mesure succ¯de Ó la période de rang n.
La tension dû sortie évolue dnnc biun entre 0 et -U comme le montre la courbe II de la Fig. cr.
Le te. ps séparant deux changements de gamme correspond au tcrps de doublelient du courant de chaubre donc au teaps de doubleccnt de la puissance dû réacteur.
Les commutations successives sont effectuées par le commu tâteur 13 de changement de gammes, et les intervalles de ta, ps qui séparer. t ces changements de garjrs sont mesurÚs par le dispositif 15 de sure de temps ; des exemples de ces dispositifs seront dÚ rits plus loin,
Dans ce qui précède, on a supposa que les valeurs des rÚsistances Ro Ó Rn ... Útaient rigoureusement Úgales Ó leurs valeurs thÚoriques. Pratiquement, cette condition ne peut Ûtre satisfaite et il est nécessaire de prévoir un élément de réglage pour chacune des rÚsistances utilisÚes.
A cet effet, (Fig. 4), la résistance qui est montÚe en dérivation sur l'@@ plifi@ateur est reliée, du côté de la sortie de cet @@plifi@ateur, au curseur 21 d'un potontiouëtre 22 dont l'extré- iitc 23 est reliée à la sortie 8. Ce potentionëtro présente une valeur de rÚsistance ÚlevÚe, 100 k?par exemple.
/décrit/
Ce dispositif/ git de la naniere suivante.
On supposera, par exemple, que le fonctionne... ent atteint la fin de la ni¯me phase de rLesure quand la chambre dÚbite un courant In+1 = 2 In : si Gn est trop fort, la tension de sortie n'atteindra pas la valeur -U et le dispositif de commutation ne sera pas actionne. Mais en réglant la position du curseur 21 on peut alors ajuster la tension de sortie à la valeur -U requise pour provoquer le changement de gaie.
En fait, a chacune des résistances est associe en perla- nence un potentiouetre, les commutations se faisant au niveau de l'extraite 23 de ces potentiomètres.
Ce potentiomètre peut être étalonné très siraplenent en le dÚconnectant de la chaubre d'ionisation et en portant l'bluent 11 non plus à un potentiel-U, nais a un potentiel +U. On obtient alors le r-ontage représenté à la Fig. 5. L'Útalonnage s'effectue alo@s de la @ani¯re suivante :
/le dispositif/
On supposera que/décrit est aene à l'c'tat correspon- dant Ó la ni¯me mesure, et que toutes les conductances ont été ajustÚes au moyen de leurs potentiom¯tres respectifs. La valeur de ?n est done ajustÚe et va done fournir Ó l'entrÚe de l'amplificateur un courant 1 = Ug (Fig. 5).
Ce courant passant dans G@n devrait, si l'étalonnage était bien rÚalisÚ, provoquer en sortie de e l'amplificateur l'apparition d'une tension fg21e à-U. S'il n'en est pas ainsi, on ajoute la tension de sortie à cette valeur par l'intermÚdiaire du rhéostat correspondant a la conductanceG'.
On voit qu'en partant de la position correspondant à la pr mesure on peut de proche en proche étalonner tout l'appareil.
Cet étalonnage ne nécessite qu'une seule opération par période de doublement.
Au lieu du dispositif de commutation 13, on peut utiliser, par exemple, le dispositif représenté schématiquement à la fig. 6.
Sur cette figure, le rectangle 31 représente l'ensemble comprenant la chambre d'ionisation 1, l'amplificateur 4 et son jeu de résistances.
32a, 32b sont des circuits à seuils S1 et S2 montés en paral 14le à la sortie de l'amplificateur : 32a déclenche lorsque la tension de sortie devient inférieure A-U et 32b déclenche lorsque cette tension devient supérieure à zéro.
Les deux circuits à seuils S1 et S2 commandent respectivement un compteur électronique 33 de façon qu'il compte et décompte.
Si l'une quelconque des valeurs de seuils S1 eu S2 est fran- chie un circuit OU 34 ouvre une porte électronique 35 qui met un multivibrateur 36 à 10 Hz en communication avec le compteur 33.
La position des bascules de ce compteur est décodée par une matrice 37 dont les sorties sont reliées aux bobines de relais 38a, 38b... à haut isolement, qui commandent la commutation des résistances Ro Rn tant que la tension de sortie n'est pas comprise entre l'intervalle 0 à-U.
Ce dispositif de changement de gammes fonctionne soit à la montée soit à la descente en puissance du réacteur, l'étoile des résistances tournant soit dans un sens soit dans l'autre.
L'invention n'est pas non plus limitée à l'emploi d'un dispositif de mesure de temps d'un type particulier. Ainsi, on peut utiliser, par exemple, le dispositif représenté schématiquement à la fig. 7. La mesure à effectuer est celle des intervalles de temps séparant les commutations successives définies par les déclenchements des circuits à seuils 32a à la montée, 32b à la descente en puissance du réacteur.
Une échelle de comptage 41 est actionnée par une base de temps 42 qui, suivant la gamme choisie, peut être de 1 kHz, 100
Hz ou 10 Hz. A cette échelle de comptage sont annexés un registre 43, une commande 44 de transfert de l'échelle 41 au registre 43 et un circuit de commande 45 de la remise à zéro de 1'échelle 41J légèrement retardé, les commandes 44 et 45 étant reliées aux circuits 32a, 32b par l'intermédiaire d'une porte OU, 46.
Quand un seuil 32a ou 32b bascule, le compte de l'échelle de comptage 41 est transféré dans le registre 43 et l'échelle est ensuite remise à zéro. Le temps nécessaire au transfert et à la remise à zéro peut être considéré comme négligeable (de l'ordre de 10 micro-secondes par exemple). Après le transfert, la mesure n-1 est dans le registre alors que l'échelle recommence aussit8t à compter pour réaliser la mesure n. Au cours de cette nouvelle a mesure, la mesure n-1 peut Xtre imprimie par le registre sur une machine imprimante.
On voit que le dispositif de mesure décrit comporte notamment les avantages suivants : -la dynamique de l'appareil peut être aussi grande que l'on veut : le nombre de temps de doublement peut être important, par exemple de 20 ou supérieur à ce chiffre, -l'utilisation de l'amplificateur opérationnel de grand gain permet, grâce aux excursions de tension très faibles de l'entrée de l'amplificateur, de réduire à une faible valeur les limitations provoquées par la capacité répartie du câble de liaison de la chambre (temps de réponse) et par sa résistance d'isolement (courant minimal de prise en charge du courant de chambre).
-On peut étalonner très facilement le dispositif sans utiliser des appareils extérieurs.
Les,., iodes de de lisp. tison représentas et décrits
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n'ont etb c'iciis qu'a titre d'exemple.
En particulier, le dispositif co@@utateur de changement dega.eet le dispositif de. sure de te,. ps peuverît être de tous types appropriÚs aux fonctions remplies par ces dispositifs dans le dispositif de.-.esure de doublement de te... ps suivant l'invention.
Il est entendu Úgalement que le dispositif de mesure suivant l'invention est applicable Ó la mesure du tet. ips de doubleuent de tout phi'noumène à allure exponentielle, l'application à un réacteur n'ayant ÚtÚ choisie qu'Ó titre d'exei : iple.
Par exe@ple, co dispositif, qui peut, comme indiquÚ ci-dessus, fonctionner dr. ns le sens de la décroissance du phénomène à allure exponentielle, peut être utilisÚ pour suivre la d@croissance de corps radio-actifs.
Le phennuène à étudier au npyen de ce dispositif peut être de toute nature : électrique, thernique, mÚcanique, chinique, etc...
Method of measuring the time of multiplication by a given factor of the value of a variable
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rexponenmeme, it is easy for the implementation
process.
The present invention relates to a method of
measurement of the multiplication time by a given factor of
the value of a variable at least approximate
exponentially, as well as a device for setting
implementation of this process.
One of the possible applications of the invention is
for example, measuring the doubling time of the then
launch of a nuclear reactor.
The measurement of the doubling times of the reactors has
up to now been carried out by means of
relatively complicated and whose operation does not pre-
not feel sufficient precision for them to
meet the ever-increasing demands that are
pose in this branch of the technique.
In some automatic control devices,
for example automatic control devices of the
gain of a photomultiplier, we have already used cir
electric cookers that undergo triggered switching
caused by certain phenomena. We also know cir
electric cookers, in particular of the analog converter type
que-digital which include series or parallel sets of resistors whose values constitute a geometric progression.
However, it has been found that it is possible to take advantage of the properties of circuits undergoing commutations under the effect of determined phenomena, by using in the construction of a device of the type mentioned above series of resistors whose values constitute a geometric progression, to obtain a measurement of the doubling time of an exponentially varying quantity such as the power of a reactor which is more precise and which implements simpler means than that which was obtained with the devices known until now.
For this purpose, the method, object of the invention, is characterized in that a current proportional to the quantity to be measured is injected at the input of a network comprising a feedback amplifier and high input resistance, in that the connections between certain elements of the network and the amplifier are modified each time the output voltage of said amplifier reaches a given final value so as to bring said voltage back to a determined initial value and in that measures the time that elapses between the periods when the output voltage is brought back to said initial value.
The device is characterized in that it comprises an amplifier with a high input resistance, a series of (n + 1) resistors, the first of which has a given conductance (Go) while the others have the first n as conductance value. terms of a geometric progression of reason 2 and first term Got these resistors being joined by one of their ends to one of the input terminals of the amplifier, an intermittent connection making it possible to connect any one of said resistors to one of the output terminals of the amplifier, a second intermittent connection making it possible to connect the lower rank resistors in parallel, a terminal maintained at a given potential corresponding to said initial potential,
and a time measuring device connected by a transmission and switching device to the output of the amplifier.
In order to compensate for the imprecision of the resistances, the output terminal not joined to the mass of the amplifier can be joined to the mass by a resistor provided with a slider to which is joined the resistor constituting the feedback channel of the amplifier. 'amplifier.
In the case of this device being applied to the measurement of the doubling time of the power of a nuclear reactor, the current proportional to this power is produced by an ionization chamber.
Various examples of implementation of the process according to the invention are described above, by way of example, with reference to the appended drawing in which:
Fig. 1 is a schematic view of a measuring device according to the invention,
fig. 2 is a table comprising a curve of the output voltage of the amplifier during switching operations with an indication of the conductans involved,
figs. 3A and 3B are two diagrams of the measuring device explaining the operation between two switching operations,
fig. 4 is a diagram similar to FIG. 3B, and relating to a variant,
fig. 5 is an explanatory diagram of the calibration mode,
fig. 6 is a diagram of an example of a switching changeover circuit,
fig.
7 is a diagram of an example of the circuit measuring time.
The device for measuring the doubling time of an exponentially varying phenomenon, shown in FIG. 1, comprises a source producing a current proportional to the quantity measured. In the case as here, where the device is applied to the measurement of the doubling time of the power of a nuclear reactor, the source is a compensated ionization chamber 1 whose current is assumed to be proportional to the power ---- ----------------------------------------- of the reactor and q @ i is linked by a coaxial cable 2 to the input 3 of a linear amplifier 4 to the input electrometer tube, and tomorrow high, greater than 5,000 for example.
Input 3 of this amplifier is connected by a conductor 5 to the center 6 of a "@toile" 7 made up of (n + 1) resistors R, R, R ,, ...... R. On the figure the number n has been lii. ity at 5, 1-lais practicing this noLobre n is greater than this figure and can be of the order of several tens.
The conductances of these resistors have the following values:
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It will be noted that the conductances of the last r @@ sta @@@@ constitute the first third of a geometric progression of reason 2 and take terue G.
A simple calculation established from the (n + 1) equalizations above shows that the conductance Gk is equal to the sum of the conductances of resistances of lower rank: G1 to G. In other words Ja the conductance of a resistance of rank i is equal to the overall conclusion of the resistances of lower rank joined in parallel.
The output 8 ile the amplifier is connected by a conductor;) to a point 10 with which each of the resistors comes successively in contf. and, while the lower rank resistors come into contact with a conductive element 11 in the form of a circular arc with center 6 connected to a terminal of a source this voltage raised to the potential -U.
In the figure the resistor R is connected between the point t 6 and the element 11, that is to say between the input of the amplifier and relouent which is at the potential-U, while the resistor R1 is connected between points 6 and 10, that is to say between the input and the output of the amplifier.
Of course, the contact piece 11 which puts the resistors, successively, in parallel, between point 6 and the point of poteltiel-U can be rei. placed for any switching device allowing to obtain the ur. the result. The eludent 11 constitutes a schéniutique representation of the switching system which can 2tro, in fact, carried out under very diverse foroes; notaoaent, the horns. ti. ! Utations can be made using high isolation relays, each relay can only switch one resistor.
Lt: s noi .. many possible variations are within the grasp of the specialist and it is therefore not necessary to make any special descriptions,
Finally, the amplifier is connected to an eoni device. iuter 13, which itself is connected to a wear device 15.
In general, the device describes in the following year:
At the beginning of the divergence of the reactor the free end of the conductance Go is connected to the output of the amplifier.
When the output voltage Vs of the amplifier becomes greater than a U-value of the order of (-IOV) the switching device @@ connects: a) the conductance Go to element 11, which is at the fixed potential of U-value, b) the conductance G1 at point 10, ie at the output of the @@ - plifier.
At the nth switching the conductance Gn replaces the conductance Gn-1 between the terminals 3 and 8 of the amplifier all the lower rank conductances, from G to G (inclusive) being connected Ó relouent 11 of fixed potential-Us this beam of resistors in parallel having a conductance gn = Gn
The table in FIG. 2 illustrates the different phases of this operation. ent.
Here the first horizontal box indicates the instants of the successive (n + 1) com @@@@ tions numbered from 1 to n + 1.
-the second c. is horizontal is a graph representing the variations of the output voltage V of the amplifier as a function of
s time; each time this voltage Vs reaches the value -U, a commutation occurs which reduces the value of this voltage
VS goes to zero and then this voltage increases again, in absolute value, during the new period.
the third horizontal box indicates for each of the periods the reference of the conductance Gk of the resistor which is branched off on the amplifier.
-the fourth horizontal box indicates the references of the cond @ ctance bundles Go Ó Gk-1 of the resistors which are connected in parallel between the input of the amplifier and the potential point -U during each of the periods, after a any switching, the k, the conductances G a G, snt thus connected in parallel, and their total conductance gk is equal to the value of the conductance
Gk branched from the amplifier.
In Fig. 3A is represented by the state of the resistance system at the start of the nth measurement, i.e. immediately after the nth commutation, Gn having just been co @ mutated in bypass on the amplifier while G has just been coupled to conductor 11; the set of conductances Go to G thus connected in parallel is indicated in the diagram by the reference gn.
The current Ich of the chamber is then Úgal Ó 2 UGn-1 'that is to say Ó UGn; it is absorbed entirely by gn, and is therefore represented by the current In (Fig. 3A) the output voltage is therefore zero, as shown in Fig. 2.
At the end of the nth period, the current Ich will rise to the value 2UG = 21 = absolute value of the output voltage will rise again to-U and the switching device will be actuated.
If we admit that the device comprises an n + 1 th resistance, a new coLinutation is carried out and a new @ measurement period follows the period of rank n.
The output voltage changes dnnc biun between 0 and -U as shown by curve II in FIG. cr.
The te. ps separating two changes of range corresponds to the doubling tcrps of the chaubre current therefore to the doubling of the power of the reactor.
The successive commutations are carried out by the switch 13 for changing ranges, and the intervals of ta, ps which separate. t these changes of garjrs are measured by the time monitoring device 15; examples of these devices will be described later,
In the foregoing, it has been assumed that the values of the resistors Ro Ó Rn ... were strictly equal to their theoretical values. In practice, this condition cannot be satisfied and it is necessary to provide an adjustment element for each of the resistors used.
To this end, (Fig. 4), the resistor which is mounted as a shunt on the @@ plifi @ ateur is connected, on the output side of this @@ plifi @ ator, to the cursor 21 of a potentiometer 22 whose the end 23 is connected to the exit 8. This potentionëtro has a high resistance value, 100 k? for example.
/ described /
This device / git of the following naniere.
Suppose, for example, that the operation ... ent reaches the end of the nth phase of discharge when the chamber delivers a current In + 1 = 2 In: if Gn is too high, the output voltage will not reach not the -U value and the switching device will not be activated. However, by adjusting the position of the cursor 21, it is then possible to adjust the output voltage to the value -U required to bring about the change of gay.
In fact, each of the resistors is permanently associated with a potentiometer, the switching being carried out at the level of the extract 23 of these potentiometers.
This potentiometer can be calibrated very carefully by disconnecting it from the ionization chamber and bringing the bluent 11 either to a potential-U, but to a potential + U. We then obtain the re-arrangement shown in FIG. 5. The calibration is carried out alo @ s of the following @ year:
/the device/
It will be assumed that / described is in the state corresponding to the nth measurement, and that all conductances have been adjusted by means of their respective potentiometers. The value of? N is therefore adjusted and will therefore supply the input of the amplifier with a current 1 = Ug (Fig. 5).
This current flowing through G @ n should, if the calibration were correctly carried out, cause at the output of e the amplifier the appearance of a voltage fg21e at-U. If this is not the case, the output voltage is added to this value through the intermediary of the rheostat corresponding to the conductanceG '.
We see that starting from the position corresponding to the measurement, we can gradually calibrate the entire device.
This calibration requires only one operation per doubling period.
Instead of the switching device 13, it is possible to use, for example, the device shown schematically in FIG. 6.
In this figure, the rectangle 31 represents the assembly comprising the ionization chamber 1, the amplifier 4 and its set of resistors.
32a, 32b are circuits with thresholds S1 and S2 mounted in parallel to the output of the amplifier: 32a triggers when the output voltage becomes lower A-U and 32b triggers when this voltage becomes greater than zero.
The two threshold circuits S1 and S2 respectively control an electronic counter 33 so that it counts and counts.
If any one of the threshold values S1 or S2 is crossed, an OR circuit 34 opens an electronic gate 35 which places a multivibrator 36 at 10 Hz in communication with the counter 33.
The position of the flip-flops of this counter is decoded by a matrix 37 whose outputs are connected to the relay coils 38a, 38b ... with high isolation, which control the switching of the resistors Ro Rn as long as the output voltage is not between the range 0 to-U.
This device for changing ranges operates either on the rise or the fall in power of the reactor, the star of the resistors rotating either in one direction or the other.
The invention is not limited to the use of a time measuring device of a particular type either. Thus, it is possible to use, for example, the device shown schematically in FIG. 7. The measurement to be carried out is that of the time intervals separating the successive switchings defined by the tripping of the threshold circuits 32a on the rise, 32b on the fall in power of the reactor.
A counting scale 41 is actuated by a time base 42 which, depending on the range chosen, can be 1 kHz, 100
Hz or 10 Hz. To this counting scale are appended a register 43, a command 44 for transferring the scale 41 to the register 43 and a control circuit 45 for the resetting of the slightly delayed scale 41J, the commands 44 and 45 being connected to circuits 32a, 32b via an OR gate, 46.
When a threshold 32a or 32b switches, the count of the count scale 41 is transferred to the register 43 and the scale is then reset to zero. The time required for transfer and reset can be considered negligible (of the order of 10 microseconds for example). After the transfer, the n-1 measurement is in the register while the scale immediately starts counting again to perform the n measurement. During this new measurement, measurement n-1 can be printed by the register on a printing machine.
It can be seen that the measurement device described has the following advantages in particular: the dynamics of the device can be as large as one wishes: the number of doubling times can be large, for example 20 or greater than this figure , - the use of the high gain operational amplifier makes it possible, thanks to the very small voltage excursions of the amplifier input, to reduce to a small value the limitations caused by the distributed capacitance of the connection cable of the amplifier. chamber (response time) and by its insulation resistance (minimum current for taking over the chamber current).
-The device can be calibrated very easily without using external devices.
The iodines of lisp. brand represented and described
EMI12.1
have etb this only as an example.
In particular, the device co @@ utateur dega.et changeover device. sure of you ,. ps can be of any type appropriate to the functions performed by these devices in the .-. esure doubling device of te ... ps according to the invention.
It is also understood that the measuring device according to the invention is applicable to the measurement of the tet. ips of doubling of any phi'numene at exponential rate, the application to a reactor having been chosen only as an example.
For exe @ ple, co device, which can, as stated above, work dr. ns the direction of the decay of the phenomenon at exponential rate, can be used to follow the d @ growth of radioactive bodies.
The phenomenon to be studied with the npyen of this device can be of any nature: electric, thermal, mechanical, chinic, etc ...