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Fig. 7. — Inverseur de courant à relais.

Les dispositifs inverseurs utilisés sont de deux sortes. Le premier travaille avec des relais polarisés rapides ; cet inverseur est représenté par le schéma de la figure 7. Les impulsions délivrées par l’ampliticateur agissent sur un circuit Wynn-Williams (25) composé de deux tubes thÿratrons RCA 2050 à remplissage d’argon. Ces tubes bi-grilles utilisables avec une résistance grille maxima de 1o mégohms peuvent débiter un courant anodique moyen de 0,1 ampère. La résis-

tance élevée du circuit grille de ces tubes permet l’utilisation à la sortie de l’'amplificateur d'une lampe à faible dissipation anodique comme celle du type 6SJ7. Le principe de fonctionnement du circuit est le suivant. L'ensemble possède deux positions d'équilibre stable : l’un des deux tubes étant conducteur, l’autre ne l’est pas. A l’arrivée d’une impulsion de tension de crête supérieure à la tension de polarisation des tubes, le thyratron jusqu'alors éteint s'allume. Le condensateur C, qui réunitles plaques des deux tubes, peut alors se décharger à travers ceux-ci et éteint le thyratron primitivement allumé. Ce système permet donc d'obtenir à partir des impulsions délivrées par l’amplificateur des courants alternatifs de forme rectangulaire. La période de ces courants est évidemment celle du système oscillant mécanique. Ces courants débités alternativement par les deux tubes actionnent deux relais polarisés Siemens insérés dans les deux circuits plaques. Leur jeu de contacts est utilisé pour inverser le sens du courant qui circule dans la bobine d’aimantation. Les caractéristiques remarquables de ces relais qui peuvent suivre un courant alternatif de 200 périodes permettent la commutation du courant en moins de 3 millisecondes. Les étincelles produites par les contacts sont étouffées par quatre condensateurs au papier de 10 &F chacun. La constante de temps de l’inversion est donnée : a) par celle du circuit, fonction de la capacité d’extinction et de la résistance interne des tubes et qui est inférieure à la milliseconde ; b) par les temps d’appel et de commutation des relais ; ce sonteux qui déterminenten majeure partie le temps d’inversion. Nous avons vérifié à l’oscillographe qu'il s'établit aux environs de 4 millisecondes, temps suffisamment court pour les besoins de la cause. Cet ensemble utilisé pour nos premières mesures nous à donné satisfaction en ce qui concerne ses caractéristiques et sa régularité de fonctionnement. Le contrôle auditif par le claquement des relais est très simple. L’utilisation des contacts mécaniques peut toutefois laisser à désirer à cause de la grande vitesse de commutation des relais la palette mobile entre en vibrations lors de son arrivée sur les contacts fixes, ce qui se traduit par une allure déchiquetée de la courbe d’inver-ion du courant.

Un inverseur de courant qui ne comprend que des tubes à gaz, mis au point ultérieurement, remédie entièrement à ce défaut. La figure 8 indique le principe de son fonctionnement. Les im pulsions successives délivrées par l’amplificateur sont alternativement sélectionnées par les deux lampes d’un cireuit Wynn-Williams. Celui-ci comporte deux thyratrons du type 2050 qui fonctionnent sous un faible courant plaque. La constante de temps de ce circuit est très petite à cause de la faible capacité du condensateur d'extinction que l’on peut utiliser dans ce cas. Les impulsions recueillies aux plaques de ces tubes excitent chacune, tour à tour, deux thyratrons du type RCA 5D22

montés en opposition dans un circuit Wynn-Williams double, dont le mode de fonctionnement a déjà été étudié par Galavics (24). Les thyratrons 3D22 qui sont bi-grilles peuvent être utilisés avec des résistances grilles maxima de 2 mégohms et un courant plaque moyen de 0,75 ampère. Comme le circuit simple décrit précédemment, celui-ci possède deux positions d'équilibre : deux tubes, a et a ou bet D’, sont seulement conducteurs à la fois et permettent ainsi le passage du courant du pôle positif au pôle négatif, à travers la bobine d’aimantation insérée dans le circuit. Celui-ci est l’équivalent d’un inverseur mécanique dont les quatre bras sont remplacés par les

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Fig. 8. — Inverseur de courant à tubes à gaz.

quatre thyratrons. Une impulsion délivrée par le tube 1 du sélecteur rend conducteurs les thyratrons à et a! de l’inverseur et fait circuler le courant plaque dans le sens aa” à travers la bobine d’aimantation. L'impulsion suivante sélectionnée par le tube > du premier circuit allume à son tour les thyratrons b et b'. Les condensateurs d’extinction C se déchargent à travers les tubes a et 4’ qui s’éteignent. Le courant circule alors de b à D" à travers la bobine. Il y a donc eu inversion du courant, Comme la résistance interne des lampes est très faible la constante de temps de l’inversion est petite, de l’ordre de quelques dixièmes de milliseconde. Le courant est fourni par une batterie d’accumulateurs et peut être ajusté à la valeur désirée par un rhéostat R. Les courants maxima utilisés sont de 0,5 ampère. Le fonctionnement de l’inverseur est contrôlé par un jeu de petites lampes au néon.

Nous avons vérifié l’inversion du moment magnétique d'une tige

en fonction de l'impulsion de sortie de l’'amplificateur, à l’aide d’un oscillographe cathodique à deux faisceaux, muni d’un dispositif enregistreur photographique. La figure 9 représente deux des oscillogrammes observés. La courbe a est celle de l'impulsion de commande en fonction du temps. Elle représente le passage du spot sur la fente placée devant la cellule. On y observe les deux impulsions, l’une positive, l’autre négative, qui correspondent à l’arrivée et au départ du spot. La courbe b est celle de l’inversion du courant dans la bobine. La courbe c représente l'impulsion de tension induite par l’inversion du moment magnétique de la substance dans la bobine

q a & RECU 100Sec b Fig. 9. — Courbe à : impulsion de commande délivrée par l’amplificateur. — Courbe à : inversion du courant dans la bobine. — Courbe c : impul-

sion induite par inversion du moment de la tige.

de mesure du moment. Le temps d’inversion s’établit aux environs de la milliseconde. La régularité de ces courbes d’inversion se traduit pendant l’expérience par une amplitude de résonance nettement plus stable au cours du temps que celle observée lors de l’utilisation du premier inverseur à relais mécaniques. Pour pouvoir procéder aux réglages de l'appareil avant une mesure on se sert de deux boutons poussoirs fixés à la table de contrôle qui permettent de donner à volonté des impulsions de tensions positives sur les grilles des lampes de l’inverseur et de maintenir ainsi un courant de sens désiré dans la

bobine.

S 41. Dispositifs de mesures secondaires. Le moment magnétique des tiges. — L'appareil tel qu’il a été décrit Jusqu'à présent ne permet que la mesure de l’amplitude gyromagnétique. Pour la mesure des trois grandeurs auxiliaires, dont la connaissance est nécessaire pour le calcul de 4, nous avons mis au point des méthodes de précision. Les erreurs de mesure de ces termes ne doivent pas prédominer dans le résultat final.

Pour la mesure absolue du moment magnétique nous avons utilisé

la méthode balistique. Cette méthode consiste à comparer au galvanomètre balistique une impulsion de courant connue à une impulsion induite par l'inversion du moment magnétique de la tige dans une bobine mince et longue. La bobine d’induction utilisée est bobinée sur un tube de verre de 1 cm. de diamètre et de 35 cm. de long, fermé à une extrémité et muni à l’autre d’un rodage. Ce tube amovible, une fois en place, forme la partie inférieure de la charpente en verre qui supporte la tête de torsion du système oscillant. C'est à l'intérieur de ce tube, argenté sur sa face interne, qu’oscille la tige à étudier. Autour de ce tube, comme le montre la figure 2, vient se placer la bobine d’induction. Le bobinage fait au moyen d’un tour, donc d’un pas extrêmement régulier, consiste en une couche de 30 cm. de long d’un fil de cuivre nai de 0,5 mm. de diamètre. Le nombre do: spires par centimètre est de 18.6 Une inversion du courant dans la bobine d’aimantation induit à elle seule une force électromotrice dans la bobine de mesure du moment. Nous l'avons compensée en introduisant dans les deux circuits deux selfs couplées de façon à obtenir dans celle qui se trouve en série avec la bobine de mesure du moment une impulsion égale et de sens opposé à la première. Le couplage variable de ces deux bobines peut être réglé au moyen d’une Vis micrométrique. La compensation est réalisée Lorsque une commulation du seul champ de la bobine ne se traduit plus par une déviation du galvanomètre qui se trouve dans le deuxième circuit.

La quantité d'électricité induite par l’inversion du moment est comparée à celle induite par l'inversion d'un courant connu dans une inductance mutuelle de valeur connue montée en série avec la bobine de mesure du moment. Le courant inversé est mesuré par un ampèremètre préalablement étalonné au pont. La valeur de la mutuelle étalon Hartmann et Braun utilisée, qui est de o,o1 henry, a été contrôlée par le Laboratoire Central de Radioélectricité et a été trouvée égale à la valeur indiquée par le constructeur. Le moment magnétique M se calcule à partir de l'égalité :

hrnM = im,

dans laquelle n représente le nombre de spires par centimètre de la bobine d’induction, m l'inductance mutuelle, ; le courant de comparaison.

Pour déterminer le moment magnétique au cours de l'expérience même, on met le galvanomètre en circuit au moyen d’un commutateur avant une inversion du moment. L’étalonnage du galvanomètre par comparaison avec la f. é. m. induite connue est fait après la mesure de l’amplitude gyromagnétique.

$ 42. Mesure du décrément logarithmique. — La mesure du décrément logarithmique peut être sujette à caution si on la fait par lec-

ture directe à l'œil de l'amplitude décroissante des oscillations du spot. Nous avons procédé par enregistrement photographique. L'image d’un filament rectiligne vertical très mince, réfléchie par le miroir porté par la suspension, est renvoyée sur une lentille cylindrique horizontale placée devant la fente d'entrée d'un enregistreur photographique à tambour. Après mesure de l'amplitude gyromagnétique, l’inverseur de courant est arrêté et l'amplitude décroissante des oscillations libres enregistrée. A l'aide d’un chronomètre on mesure en même temps la période du système. Après développement de la bande de papier photographique les amplitudes enregistrées sont mesurées à la loupe avec une règle de verre graduée au dixième de millimètre. Plusieurs valeurs du décrément, aéterminées à l’aide d’un même enregistrement diffèrent rarement entre elles de plus d’un millième, alors que cette différence dépasse 1 0/0 pour les mesures faites par lecture directe. Nous avons vérifié que la mesure du décrément dans un champ constant donne le même résultat que celle faite dans un champ nul.

$ 43. Mesure du moment d'inertie. — Nous avons déjà parlé de la mesure du moment d'inertie. Puisque le moment d’inertie de la suspension intermédiaire toujours en place est connu exactement par des mesures indépendantes préliminaires, la mesure du moment de tout le système oscillant ne demande que la connaissance de sa période libre qu'on détermine dans un champ nul après avoir désaimanté la tige. Cette méthode rapide évite l’erreur que l’on peut commettre lorsqu'on mesure le moment total par addition de disques dont les moments d'inertie sont connus; leur poids supplémentaire peut déplacer l’axe de rotation primitif du système et par là modifier son moment d'inertie.