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Perfectionnements aux appareils de mesure électriques.
La présente invention concerne des perfectionnements aux appareils de mesure électriques, plus particulièrement aux am- péremétres, au moyen desquels le courant passant dans un conduc- teur peut être mesuré sans qu'il soit nécessaire de couper le conducteur ou de relier les extrémités du conducteur à l'ins- trument.
Les dispositifs antérieurs de ce genre sont basés sur l'ef- fet d'induction du courant et ont une armature en fer, en for- me de tenailles destinées à être ouvertes ou fermées autour du conducteur dans lequel le courant passe, cette armature portant un enroulement qui fonctionne comme un enroulement secondaire de transformateur et est relié au circuit d'un dispositif indicateur
Les instruments connus ne peuvent toutefois être utilisés que pour la mesure des courants alternatifs.
D'autre part, l'ouver- ture et la fermeture de l'armature en forme de tenailles exige un espace libre considérable qui n'est pas toujours disponible
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autour du conducteur, c'est -à-dire entre les conducteurs, s'ils sont montés par groupes*
La présente invention a pour objet la réalisation d'un dis- positif du genre décrit qui est également bien adapté à l'utili- sation soit pour les courants continus que pour les courants al- ternatifs, sans présenter les inconvénients des instruments connus.
Suivant la présente invention, le dispositif comprend une armature pleine en fer ou autre matière perméable dans laquelle un flux magnétique, créé par le courant traversant le conduc- teur, passe en exerçant une force de traction ou un couple sur un organe tournant, en matière perméable, solidaire de l'index.
Les montants de l'armature en fer sont maintenus dans un support de préférence en forme de fourche, de façon que le dispositif puisse être appliqué au conducteur sans difficulté, l'entourage complet de ce dernier, c'est-à-dire la fermeture de l'armature n'étant pas nécessaire. La construction du dispositif est très simple parce que l'index est déplacé directement par les lignes de force magnétiques traversant l'armature, sans l'utilisation de dispositifs intermédiaires, tels que des enroulements, dans lesquels le courant passe.
En utilisant l'effet magnétique et non l'effet d'induction du courant, le dispositif est adapté à être utilisé aussi bien avec des courants continus qu'avec des courants alternatifs.
UN autre objet de l'invention consiste dans la réalisation d'un instrument de mesure du genre indiqué qui est également con- venable pour la mesure de courants de faible intensité, tels que des milliampères. Par suite de la faiblesse de ces courants, un couplage simplement magnétique entre le conducteur traversé par le courant et le système magnétique n'est plus suffisant pour réaliser un déplacement perceptible de l'index.
Dans ce but, l'instrument est pourvue bobines d'excitation qui peuvent être intercalées dans le circuit, ou reliées au circuit à mesurer, de telle façon que des courants aussi bien de faible intensité que de bas voltage puissent être mesurés, De préférence le sys-
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terne d'enroulement est monté dans une boite en matière isolante qui porte le dispositif de bornes servant à la connection des bobines sur le circuit. La boite peut être reliée rigidement à 1'instrument ou être disposée de façon à être passée sur la ou les armatures perméables ou enlevée de ces dernières suivant les conditions de la mesure.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution d'appareils de mesure électriques conformes à la présente invention.
Figs1,2 et 3 sont respectivement une vue en plan, une vue en élévation partiellement coupée et une vue de côté d'un ins- trument pour la mesure de courants relativement forts.
Figs. 4, 5 et 6 sont des vues de détail de cet instrument.
Figs. 7 et 8 sont une vue de côté et une vue en plan d'un- instrument pour la mesure de courants relativement faibles.
Figs. 9 et 10 sont une vue de côté et une vue en plan d'un instrument pour la mesure de courants relativement faibles, tels que des milliampèes qui peut aussi être utilisé comme voltmètre avec deux échelles de mesure.
Fig.ll est -un schéma de l'instrument représenté aux
Figs. 9 et 10.
En référence aux Figs. 1,2 et 3, 1 indique une boite, de préférence en matière isolante, contenant le dispositif de me- sure 2; 3 indique deux plaques ou armatures en matière perméable, espacées l'une de l'autre dans le but qu'un conducteur tel que 4, puisse être placé entre elles, de telle façon que le champ magné- tique entourant le conducteur exerce son influence sur les arma- tures.
Entre les bornes 16 des armatures 3, est disposa un segment en fer doux 6 qui est monté rigidement sur un arbre tournant 8, cet arbre étant supporté par des portées convenables de la boi- te 1.
Pour indiquer le couple exercé par le flux magnétique des axmatures sur le segment 6, l'arbre 8 est muni d'un index 7 qui
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se déplace devant une échelle graduée 12, l'index et l'échelle étant contenus dans la boite 1, mais disposés de telle façon qu'ils soient visibles au travers d'une ouverture convenable dans cette dernière. L'index peut être commandé par tout dis- positif amortisseur, tel qu'un appendice 9 se déplaçant dans une cage d'amortissement 10, un ressort 11 servant à ramener l'in- dex à sa position zéro.
Dans le but de permettre une manipulation facile, l'instru- ment est muni d'une poignée 13 montée tournant- sur des axes IL. dans les parois de la boite, 1 de telle fagon que la poignée puisse être déplacée d'un angle de 180 c'est-à-dire amenée dans la position représentée en traits pointillés à la Fig.3 dans laquelle les deux arzatures en fer sont placées entre les deux montants 15 de la poignée 13, Cette disposition permet la réduction des dimensions générales de l'Instrument pour son transport. Dans le même but, il est préférable de monter les armatures 3 tournantes sur des axes 31, Fig.3. Dans ce cas, la longueur des extrémités des bobines se projetant hors de la boite peut être réduite, si l'instrument doit être transporté.
Le courant traversant le conducteur 4-crée un champ magné- tique dont les lignes de force entourent le conducteur dans des plans perpendiculaires à ce dernier, comme représenté par la flèches de la Fig.3. Ce champ magnétique induit un flux magné- tique dans les armatures en fer 3, ce qui cause la rotation du segment 6 et de l'index 7, le déplacement de ces derniers étant à peu près proportionnel à l'intensité du courant à mesurer.
Dans le but d'obtenir une échelle de graduation convenable, kes extrémités 16 des armatures 3 sont coupées et reliées, comme représenté aux Figs. 5 et 6, de façon que les pâles 16 entourent partiellement le segment 6.
La sensibilité, c'est-à-dire l'échelle de mesure de l'ins- trument, peut être modifiée en augmentant ou diminuant la dis- tance du conducteur au segment en fer doux. De préférence un dispositif d'espacement convenalbe est prévu pour le conducteur,
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ce dispositif étant constitué par une bague coulissante 17, Fig.- qui entoure les armatures à la manière d'un cadre et qui peut être déplacé longitudinalement et fixé en toutes positions con- venables sur les armatures, à l'aide de moyens de fixation tels qu'une vis 43, cette bague coulissante servant de butée pour le conducteur. une échelle graduée montrant les échelles de-mesure correspondant aux positions de la bague coulissante, peut être prévue.
On a trouvé qu'il est possible de fixer préalablement les positions de la bague coulissante pour que la force du cou- rait puisse toujours être obtenue en multipliant ou divisant par un nombre entier les indications de l'échelle, ces coeffi- cients, c'est-à-dire les nombres entiers, étant lisibles sur l'échelle graduée des positions de la bague.
Si un couplage simplement magnétique entre le conducteur et le dispositif de mesure n'est plus suffisant pour fournir des indications lisibles,la forme d'exécution de l'invention représentée Figs. 7 et 8 peut être utilisée, qui diffère de celle décrite précédemment en ce qu'une bobine 18 montée dans une boite isolante 20 est prévue sur les armatures en fer. La, boite 20 porte des bornes, telles que des vis 19, au moyen des- quelles la bobine 18 peut être intercalée dans le circuit à mesurer.
De cette façon, le courant à mesurer ou un courant qui lui est proportionnel traverse la bobine 18, convenablement enroulée et induit un champ magnétique dans les armatures 3 qui sont alimentées par les bornes 16, ce qui exerce un couple sur le segment en fer tournant Fige. 9 et 10 représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention, suivant laquelle la sensibilité de l'instrument peut être augmentée de façon à mesurer des courants de milliampères. L'instrument peut être utilisé comme ampèremè- tre, ou comme voltmètre..
Dans ce but, la boite fermée 20 contient, en outrede la bobine 18, une bobine supplémentaire 21 d'un relativement grand
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nombre de tours pour les milliampères et de préférence, une bo- bine de résistance 22. La Fig.ll montre le schéma de cet ins- trument. 23 désigne un bouton-poussoir, dans la position cor- respondant à la masure des voltages. Si le bouton-poussoir 23 est dans sa position normale, l'instrument peut être utilisé comme ampèremètre. Le bouton-poussoir 23 branche les contacts 24, 25,26, 27 et 38, dont la fonction sera plus clairement re- présentée par la description ci-après.
La boite isolante 20 porte des bornes 34, 35, 28 et 29, Fig.ll. Les extrémités de la bobine 18 sont reliées aux bornes 34 et 35 qui peuvent être reliées par des conducteurs conve- nables a,, b, aux deux extrémités du conducteur 1 intercalé dans le circuit à mesurer. Dans ce cas, l'instrument fonctionne comme un ampèremètre et les bobines 21 et 22 sont déconnectées du fait que les contacts 24, 25, 26 et 27 sont ouverts dans la position non actionnée, c'est-à-dire normale du bouton-pous- soir 23,
Dans le but de brancher les instruments pour la mesure des milliampères, le bouton-poussoir 23 doit être actionné et le conducteur b placé sur la borne 28.
Dans ce cas, la bobine 21 d'un relativement grand nombre de tours est reliée au circuit au moyen de contacts 24 et 25, la bobine 18 étant court-circui- tée par un barreau transversal 38 et la bobine 22 déconnectée de la borne 29.
Pour la mesure des tensions, par exemple du voltage de l'arrivée I et II, le conducteur b' reliant la borne 28 au con- ducteur II est à utiliser. Le bouton-poussoir étant dans sa po- sition actionnée, la bobine 21 est déconnectée de l'arrivée du courant et le déplacement de l'index, produit par l'effet magné- tique du courant dérivé'passant dans la bobine 21, mesure la ten- sion de l'arrivée de courant. l'our réduire la sensibilité de l'instrument, dans le cas de voltages relativement élevés, le conducteur b' (représenté en b") est transporté sur la borne 29, d'où il résulte que la bobine 22
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est reliée, par les contacts 27 et 26, en série avec la bobine 21 et est branchée sur les arrivées I et II.
Ainsi, est obtenu un voltmètre à deux échelles de mesure qui naturellement,peut être utilisé également pour la mesure de courant de grandeurs variables, dans de larges limites. Pour la mesure de courants relativement forts, comme indiqué, le con- ducteur 4 peut être amené entre les armatures en fer 3, la paroi extrême 30 de la boite 20 servant ainsi de préférence, de butée.
Eventuellement,il est avantageux de disposer la boite 20 portant les bobines et leurs bornes de telle façon qu'elle puis- se être passée par dessus les armatures, -ou enlevée de ces dernières, suivant les conditions de mesure. Dans ce cas, il est quelquefois commode de relier les bobines à l'arrivée de courant par des conducteurs flexibles et de les mettre en con- tact avec l'instrument seulement lorsque c'est nécessaire.
Il est bien entendu que les formes d'exécution qui ont été décrites et représentées ne sont données qu'à titre d'exemples et qu'on peut modifier de toute façon convenable, le nombre, la nature, la forme, la disposition et le montage des différents organes sans s'écarter de l'invention.
Résumé..
1. Un appareil de mesure électrique comprenant en combinai- son une ou plusieurs armatures en fer ou autre matière perméable, dans lesquelles un flux magnétique passe lorsqu'un conducteur traversé par le courant à mesurer est amené à leur proximité ; un organe à grande perméabilité magnétique, monté tournant à l'avant du ou des pôles des armatures et un dispositif, tel qu'un index et une échelle,pour indiquer le déplacement du dit organe causé par le passage du flux magnétique dans les armatures.
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