Le système de compensation
Lors de l'équilibre du pont dans les mesures, le galvanomètre ne revient jamais au zéro, par suite de causes diverses dont l’une, en particulier, est le courant d'émission propre du filament du tube redresseur. Ce courant, qui est très faible, est très constant et de l’ordre de 3 X 10° mA. De plus, lorsque le diélectrique du condensateur de
18x01M O mesure est l’air et quelques solvants
organiques purs, une légère déviation s'ajoute à celle du courant d'émission de la valve. Cette dévia-
Fig: 13,
tion ne perturbe pas la mesure dont le butest de déterminer la capacité correspondant à l'équilibre.
Par contre, quand le diélectrique est formé par des solutions relativement concentrées, une certaine conductivité altère l'équilibre du pont. Or, une conductivité même très faible donne une déviation minimum telle que le spot sort de l'échelle de mesures. Une solution simpliste, pour éviter cet inconvénient considérable, consiste à déplacer le zéro du galvanomètre. Elle n’est pas à employer, car elle se fait aux dépens de la sensibilité et de la fidélité de l'instrument.
Je ramène le spot au zéro par un courant réglable de sens inverse de celui du courant de détection. Le dispositif utilisé (fig. 13) peut être considéré comme un double potentiomètre.
Il comprend deux circuits. Le premier porte un accumulateur de 2 volts et une série de 9 résistances (r) égales chacune à 10.000 ohms. On peut à volonté mettre de 1 à 94 de ces résistances en circuit. L’autre comporte un contact variable qui permet de prendre la différence de potentiel sur un nombre choisi de résistances r, une résistance variable de 18 fois 100.000 ohms, et le galvanomètre. Ce dispositif shunte le
galvanomètre par une résistance
très élevée et, par suite, ne modi-
oc fie pas la sensibilité du circuit de mesure.
Remarques. — 1° Les minima
trouvés en utilisant ce système de
compensation ne diffèrent pas
nr ds d'une manière appréciable des
minima trouvés en l’absence de
(6) ce système, qui n’altère donc pas
FES la précision des mesures.
eo 20 On pourrait compléter avan-
Fig. 14. tageusement ce système de com-
pensation par l'addition au cir-
cuit du galvanomètre d’une série de résistances plus petites
que celles qui ont été utilisées, par exemple de 9 résistances
de 10.000 ohms. La compensation serait ainsi, dans beaucoup de cas, plus facile à réaliser.
La figure 14 représente le schéma général de l'installation. Tous les organes sensibles aux variations de capacité extérieures occupent des positions invariables à l'intérieur de cages de Faraday soigneusement reliées au sol, en particulier les capacités, l’oscillateur et le redresseur. Toutes les armatures fixes des condensateurs variables sont de même
reliées au sol.
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Là:
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Les contacts.
J'ai rencontré de très grandes difficultés pour la réalisation de bons contacts durables. Un contact défectueux provoque dans le galvanomètre des irrégularités rendant toute mesure impossible. Le montage se trouvant dans un laboratoire de Chimie, et par suite exposé à des vapeurs corrosives, toute connexion réalisée par la pression de deux pièces métalliques s'altère rapidement. Par suite, j'ai dû souder tous les contacts fixes et remplacer tous les contacts mobiles par des contacts à mercure. Néanmoins, la révision systématique des connexions devait être faite périodiquement.
Pratique des mesures.
Le condensateur de mesure est immergé partiellement dans un thermostat à eau (200 + o°1), chauffé électriquement, comportant un régulateur classique. Le bac métallique (aluminium) est relié au sol. Pendant la mesure on supprime tout courant électrique dans le dispositif de chauffe.
L'oscillateur et le pont sont mis en communication électrique par deux moyens successifs :
une double clef qui assure un contact instantané. Elle sert à se rapprocher grossièrement de l'équilibre du pont sans soumettre le galvanomètre à de fortes secousses ;
un double cavalier permet un contact permanent par des godets de mercure.
Le circuit de compensation comprend de même une clet simple et un cavalier, pour éviter le même inconvénient.
L'ensemble des commandes est monté sur un socle en paraffine à portée de main de l’opérateur.
On se rapproche grossièrement de l'équilibre en agissant sur les clefs et le condensateur étalon, et en faisant intervenir
le courant de compensation. Puis on met les contacts permanents et on amène le spot à sa position minima et, au moyen du système de compensation, au voisinage du zéro. À ce moment l'indication du condensateur étalon donne une valeur approximative de la capacité relative à l'équilibre du pont. Cette valeur est cependant meilleure que celle appréciée au moyen du téléphone comme organe de détection.
L'opération qui suit permet de déterminer d’une manière précise la capacité relative à l'équilibre du
Deviation EE QUE Ï | ES Se ee SE 2 et, | EE PR PE ME A
° pont.
RENE On note graphiquement
la déviation du spot en fonc-
° tion de la capacité au voisi-
“ nage de l'équilibre, en fai-
2 sant toujours varier cette
dernière dans le même sens.
SNS
Capacite ‘A La figure 15 reproduit
Fig. 15. l’une des courbes obtenues.
Ces courbes ont une allure
parabolique. Les milieux des cordes parallèles à l’axe des
capacités se trouvent sur une parallèle à l'axe des déviations.
Cette parallèle coupe l’axe des capacités en un point À dont
l'abscisse donne la graduation exacte du condensateur étalon correspondant à l'équilibre du pont.
Théoriquement, la mesure d’un p. i. s. résulte de la détermination de deux de ces courbes, la capacité à mesurer X étant mise successivement en parallèle sur les capacités C et E (fig. 8, p. 13). Pratiquement, ces déterminations sont répétées plusieurs fois; au total, la mesure d’un p. 1. s. est acquise avec le maximum de certitude en 1/4 d'heure.
Remarques. — 1°) L'ouverture des courbes ainsi obtenues croît en même temps que la grandeur des capacités en équilibre sur les bras du pont. Par suite, le p. i. s. d’un diélectrique donné est obtenu avec une précision variable. Il existe un intervalle de capacités pour lequel l'ouverture des courbes permet avec un minimum de mesures d’atteindre toute la précision accessible. Pour l'installation utilisée, la capacité optima est de 0,0006 wf pour chaque bras du pont.
2°) L'emploi d’un condensateur étalon à variation rectiligne de capacité permet de réduire considérablement l'incertitude sur l'équilibre du pont qui résulte d’une certaine dissymétrie des courbes. Ce défaut est fortement accentué dans le cas des condensateurs à « loi du carré » qui sont courants dans le commerce.
Une courbe expérimentale peut se représenter par l’équation :
y=aæt +bx + m
pour les unités choisies, » dépendant du courant de compensation et b de la grandeur des capacités en équilibre. Pour toutes les courbes obtenues on a :
