| (3) |
|
|
Retour : 03- Les principaux types de radiosondes - Les radiosondes anciennes
| (3) |
|
|
Par Walter DJ9VF
traduit et adapté par
F5ZV
Voir aussi : Les débuts du radiosondage
1920-1945 - Les radiosondes
à tubes de 1940 à 1970 - La
radiosonde suisse Thommen-Hasler modèle J-R3.1 - La radiosonde J-R3.2 de Thommen-Hasler - La radiosonde suisse modèle
4 -
Une
radiosonde suisse modèle 2-3 -
Histoire
Le modèle 5 de
la radiosonde suisse a été développé
en 1970 et a été utilisée à Payerne
jusqu'en 1990. Il a remplacé en octobre 1970 le modèle
4 qui fonctionnait avec un émetteur à tube.
1975 : la radiosonde est enfermée dans un boîtier
en polystyrène qui, en plus d'être un isolant thermique
très efficace, protège les parties vitales de la
sonde contre les chocs, tant au moment de l'impact que pendant
le transport par la poste de la sonde retournée par celui
qui l'a découverte.
1982 : le mécanisme d'horlogerie entraînant le système
de codage est remplacé par un moteur synchrone.
L'exemplaire de la photo ci-contre date de 1982.
Description
La partie mesure et codage a un air de famille marqué avec
la radiosonde J-R3.2 de Thommen-Hasler avec
toutefois plusieurs améliorations. Par exemple, le commutateur
rotatif ne ferme plus de contact électrique mais agit comme
s'il commutait un condensateur lorsque le doigt passe au niveau
des plots ou de l'extrémité des leviers correspondant
à chacun des capteurs.
L'émetteur et toute l'électronique ont été
développés par Meteolabor. Alors que l'émetteur
est encore réalisé complètement avec des
composants discrets, on trouve déjà des circuits
intégrés dans le module de commande par impulsions
du moteur et dans le modulateur.
L'alimentation de la partie électronique et du moteur d'entraînement
est assurée par une pile de 6 volts qui contraste nettement
avec le bloc de pile des modèles précédents
qui utilisaient des tubes.
Le poids total de la sonde avec batterie est deux fois moins élevé
que celui de la J-R3.2 citée plus haut.
Le boîtier en polystyrène est si grand qu'il peut
contenir l'antenne quart d'onde ; par contre le capteur de température
dépasse sur le dessus du boîtier et le capteur d'humidité
est placé à l'extérieur sur le côté
de la sonde.
Caractéristiques
Dimensions : 48 cm x 17 cm x 15 cm (boîtier seul)
Masse : 836 grammes avec la batterie (pile seule : 120g)
Fréquence : 400,300 MHz pour l'article examiné
Puissance HF émise : environ 150 mW
Modulation : modulation d'amplitude par une tonalité
de 800 Hz
Alimentation : pile sèche de 6 volts
autonomie : 2 heures minimum
Photos :
(A) : Antenne quart d'onde 400 à 406MHz
(B) : Platine de l'émetteur sur laquelle est directement
branché l'émetteur
(C) : Module de commande du moteur
(D) : Circuit du modulateur
(E) : Alimentation 6V
(F) : Système de codage des mesures PTU (Pression,
Température, Humidité)
(T) : Capteur de température (bilame métallique)
Principes des mesures :
Les capteurs utilisés pour
les mesures de pression, température et humidité
sont tout à fait classiques. La température est
mesurée par un bilame métallique argenté
enroulé en spirale qui, en se déformant, provoque
la rotation d'un axe au bout duquel est fixé un "plot"
pivotant. L'angle de rotation de ce plot est proportionnel à
la variation de température.
La pression est mesuré à l'aide de deux paires de
capsules de Vidie (appelée également capsule anéroïde).
L'une fonctionne du niveau du sol jusqu'à environ 95 hPa
(16 à 17km d'altitude) puis la deuxième paire prend
le relais jusqu'à 5 hPa (35000m). En 1972 a été
introduite une correction des mesures pour tenir compte de l'influence
des variations de température sur le fonctionnement du
dispositif de mesure de pression.
Le capteur d'humidité est basé sur la déformation
d'une rondelle de baudruche.
Chacun de ces deux capteurs provoque lui-aussi le déplacement
angulaire d'un plot.
Le coeur du système de codage et de multiplexage est constitué
d'un petit bras tournant, entraîné par un moteur
électrique. Ce bras passe devant deux repères fixes
qui déterminent le début du cycle et servent d'origine
pour la mesure de la position angulaire de chacun des trois plots
P, T et U. Le temps écoulé entre l'impulsion transmise
au moment du passage du bras devant les repères fixes et
chacun des plots P,T et U est proportionnel à la valeur
mesurée. Un cycle de mesure dure 30 secondes, le temps
pour le bras de faire un tour complet.
La courte variation de capacité entre le bras et le plot
qu'il frôle provoque un déplacement brutal de la
fréquence de l'émetteur.
La station au sol enregistre sur papier les signaux reçus
et leur traduction en valeurs physiques est assurée à
la main par les opérateurs qui doivent également
prendre en compte les courbes d'étalonnage des capteurs
particuliers à chaque sonde.
|
|
|
|
Capteurs PTU (P) : Deux capsules de Vidie pour la mesure de la pression (T) : Tube et axe du capteur de température (U) : Mesure de l'humidité de l'air (R) : Bras rotatif entraîné par le moteur |
(U) : Mesure de l'humidité
de l'air avec la baudruche tendue, ici encore en parfait état (M) : Moteur électrique entraînant le bras du "commutateur" (T) : Tube et axe du capteur de température |
|
|
|
|
Electronique (X) : Platine de l'émetteur 400 MHz (S) : Générateur d'impulsion pour le moteur, 80 Hz (M) : Modulateur, générateur BF 800 Hz |
(A) : Antenne (X) : Platine de l'émetteur 400 MHz (S) : Générateur d'impulsion pour le moteur (M) : Modulateur |
La partie électronique est
composé de la plaque du circuit de l'émetteur, le
module de contrôle du moteur et le modulateur.
Emetteur : L'émetteur est constitué d'un oscillateur unique, construit avec un seul transistor (2N3866).
Modulateur: Le modulateur utilise un circuit intégré
(4011). Il génére un signal à 800Hz modulant
la porteuse.
Commande du moteur : Le module de commande de moteur comprend
un circuit multivibrateur composé de deux circuits intégrés
(4011 et 4024) pour générer des impulsions carrées
à une fréquence de 80 Hz pour l'entraînement
du moteur.
Sources
- Alte meteorologische Instrumente (MS)
- Analyse par Walter DJ9VF de l'exemplaire de sa collection personnelle