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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR ESSAYER LES MATERIAUX FERROMAGNE-
TIQUES
La qualité de tôles pour transformateurs et dynamos est généralement désignée par la valeur dite coefficient de pertes, lequel indique la grandeur des pertes en watts dans un kilogramme de tôle pour une saturation de 10.000 gauss avec un flux magnétique alternatif sinusoïdal de 50 c/s. pour mesurer ce coefficient, on emploie divers dispositifs, pour la plupart assez compliqués et qui comportent générale- ment un wattmètre ou autre instrument réagissant à la puis- sance effective du courant alternatif, ces procédés connus nécessitant d'habitude une quantité assez importante du fer à essayer, lequel s'en trouve dégradé (jusque 4 feuilles et jusqutà un poids de 10 kg). Ces mesures sont relativement coûteuses et leur exécution demande un temps relativement long.
Pour certaines applications, par exemple pour le contrôle de l'uniformité de la fabrication des tôles, pour un examen grossier, de la qualité de celles-ci ou pour le triage de feuilles de tôle mélangées, on pourrait souvent se contenter de mesurer avec une précision quelque peu moindre que celle obtenue avec les instruments coûteux et qui amènent la dégradation d'une grande quantité de tôle, et l'on
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réaliserait ainsi un instrument de mesure relativement peu coûteux, l'absence de dégradation, par suite des mesures, du matériel à examiner, (la possibilité de vérifier directement des feuilles de tôles entières), des mesures rapides et une indication directe du coefficient des pertes de la tôle, par l'instrument, sans autres calculs.
Un tel système de mesure est possible grâce au procédé décrit ci-après et au dispositif élaboré sur la base de ce procédé.
Le nouveau procédé de mesure est basé sur le fait démontré expérimentalement, à savoir que, dans les tôles courantes pour transformateurs et dynamos, et lorsque la saturation est peu élevée, il existe un rapport déterminé entre la perméabilité et le coefficient de pertes. Par conséquent, lorsquton dispose sur une feuille de tôle pour transformateurs d'épaisseur donnée, une culasse en fer avec bobine d'excitation, culasse établie de façon que sa réluc- tance par rapport à celle de la partie du circuit magnétique qui traverse la feuille de tôle soit négligeable et lorsque la bobine dtexcitation est connectée à une source alternative telle que la saturation maximum de la tôle ne dépasse pas une valeur déterminée, le courant traversant la bobine n'est pratiquement fonction que de la réluctance de la tôle, c'est à dire que,
pour une épaisseur donnée de la tôle et des dimensions données de la culasse, ce courant dépend de la perméabilité de la tôle dans la région de faibles saturations. La perméabilité de la tôle peut donc être déterminée d'après la déviation du milliampèremètre intercalé dans le circuit de la bobine d'excitation de la culasse et, connaissant la relation entre la perméabilité et les pertes spécifiques dans le fer, on peut aussi déterminer le coefficient de pertes de la tôle. Le milliampèremètre peut donc comporter une échelle indiquant directement, en watts
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par kg, le coefficient de pertes de la tôle à mesurer.
Lorsque la culasse magnétique avec sa bobine d'excitation n'est pas appliquée, ni pressée à la feuille de tôle, le circuit magnétique se trouve ouvert et le courant qui traver- se la bobine est notablement plus important que dans le cas d'un circuit magnétique fermé. Afin d'éviter une surcharge du milliampèremètre, lequel risquerait ainsi de se détériorer, la poignée de la culasse à bobine d'excitation peut être munie d'un contact électrique combiné avec la culasse et la poignée de telle façon que, dans la position dans laquelle la culasse n'est pas pressée contre la tôle à examiner, ce contact interrompt le circuitéléctrique de la bobine et du milliampèremètre ou intercale une résistance appropriée dans ce circuit.
Lorsque l'on applique la culasse sur la tôle et que l'on presse la poignée avec une force déterminée qui assure un interstice suffisamment réduit entre les masses de la culasse et la tôle à essayer, le contact protecteur relie le circuit au milliampèremètre, ou met hors circuit la résistance protectrice de ce circuit, et l'aiguille du milliampèremètre indique sur l'échelle la valeur du coefficien de pertes de la tôle à essayer.
Lorsque la culasse n'est pas appliquée sur la tôle et que la résistance protectrice est intercalée dans le circuit électrique de la bobine d'excitation et du milliampèremètre, ou que grâce au contact convenablement établi, la bobine est mise complètement hors circuit et remplacée uniquement par la résistance protectrice, la déviation du milliampèremètre est fonction de la grandeur de la tension alternative de la source de courant faisant partie de ce circuit. Ceci peut être utilisé pour le réglage de la tension correcte pour laquelle l'instrument est étalonné. L'échelle du milliampère-
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mètre est munie à cet effet d'un repère nettement visible (par exemple un trait rouge), qui indique le courant lorsque 1 source d'alimentation, par exemple le réseau de courant fort, est correcte.
Ainsi, lorsque la tension d'alimentation s'écarte de la valeur nominale on peut à l'aide d'un régu- lateur de tension, par exemple un transformateur de réglage ou un potentiomètre dur, mettre au point la tension correcte, pour laquelle l'aiguille du millimpèremètre s'arrête sur le repère en question .
L'échelle du milliampèremètre étalonnée en w/kg du coefficient de pertes ne vaut, à une tension d'alimentation donnée, que pour une épaisseur déterminée de tôle. pour permettre de mesurer différentes épaisseurs de tôle, 1' instrument peut être muni d'un commutateur de tension connecté aux prises d'un transformateur ou d'un diviseur de tension dur, de sorte que la tension d'alimentation appropriée peut être réglée pour chaque épaisseur de tôle. Le commuta- teur de tension peut dans ce cas être combiné avec un commu- tateur pour la résistance protectrice, laquelle est choisie de telle manière que, dans n'importe quelle position du commutateur, la culasse étant ouverte et la tension éteint correcte, l'aiguille du milliampèremètre s'arrête sur le repère précité de l'échelle.
L'adaptation de l'instrument à différentes épaisseurs de tôle peut également être réalisée par la modification du nombre de tours de la bobine d'excitation de la culasse.
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METHOD AND DEVICE FOR TESTING FERROMAGNE MATERIALS
TICKS
The quality of sheets for transformers and dynamos is generally designated by the value known as the coefficient of losses, which indicates the magnitude of the losses in watts in a kilogram of sheet for a saturation of 10,000 gauss with an alternating sinusoidal magnetic flux of 50 c / s. to measure this coefficient, various devices are used, most of them quite complicated and which generally include a wattmeter or other instrument reacting to the effective power of the alternating current, these known methods usually requiring a fairly large quantity of the iron. to try, which is degraded (up to 4 sheets and up to a weight of 10 kg). These measures are relatively expensive and their execution takes a relatively long time.
For certain applications, for example for the control of the uniformity of the manufacture of the sheets, for a rough examination of the quality of the sheets or for the sorting of mixed sheets of sheet metal, one could often be satisfied with measuring with a accuracy somewhat less than that obtained with expensive instruments and which lead to the degradation of a large quantity of sheet metal, and one
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would thus achieve a relatively inexpensive measuring instrument, the absence of degradation, as a result of the measurements, of the material to be examined, (the possibility of directly checking entire sheets of metal sheets), rapid measurements and a direct indication of the coefficient of losses of the sheet, by the instrument, without further calculations.
Such a measuring system is possible by virtue of the method described below and the device developed on the basis of this method.
The new measurement method is based on the fact demonstrated experimentally, namely that, in common sheets for transformers and dynamos, and when the saturation is low, there is a determined relationship between the permeability and the loss coefficient. Consequently, when one arranges on a sheet of sheet metal for transformers of given thickness, an iron yoke with excitation coil, yoke established so that its reluctance with respect to that of the part of the magnetic circuit which crosses the sheet of sheet metal is negligible and when the excitation coil is connected to an AC source such that the maximum saturation of the sheet does not exceed a determined value, the current flowing through the coil is practically a function only of the reluctance of the sheet, that is, is to say that,
for a given thickness of the sheet and given dimensions of the cylinder head, this current depends on the permeability of the sheet in the region of low saturations. The permeability of the sheet can therefore be determined from the deviation of the milli-ammeter inserted in the circuit of the excitation coil of the yoke and, knowing the relation between the permeability and the specific losses in the iron, one can also determine the loss coefficient of the sheet. The milliammeter can therefore include a scale indicating directly, in watts
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per kg, the loss coefficient of the sheet to be measured.
When the magnetic yoke with its excitation coil is neither applied nor pressed to the sheet of metal, the magnetic circuit is open and the current which passes through the coil is notably greater than in the case of a closed magnetic circuit. In order to avoid an overload of the milli-ammeter, which could thus deteriorate, the handle of the yoke with the excitation coil may be provided with an electrical contact combined with the yoke and the handle so that, in the position in which the cylinder head is not pressed against the sheet to be examined, this contact interrupts the electric circuit of the coil and of the milli-ammeter or inserts an appropriate resistance in this circuit.
When the cylinder head is applied to the sheet metal and the handle is pressed with a determined force which ensures a sufficiently small gap between the masses of the cylinder head and the sheet to be tested, the protective contact connects the circuit to the milliammeter, or switches off the protective resistance of this circuit, and the milliammeter needle indicates on the scale the value of the loss coefficient of the sheet to be tested.
When the cylinder head is not applied to the sheet metal and the protective resistor is interposed in the electrical circuit of the excitation coil and the milliammeter, or when the contact is properly established, the coil is completely disconnected and replaced only by the protective resistor, the deviation of the milli-ammeter is a function of the magnitude of the alternating voltage of the current source forming part of this circuit. This can be used for setting the correct voltage for which the instrument is calibrated. The milliampere scale-
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meter is provided for this purpose with a clearly visible mark (for example a red line), which indicates the current when 1 power source, for example the strong current network, is correct.
Thus, when the supply voltage deviates from the nominal value, it is possible, using a voltage regulator, for example an adjustment transformer or a hard potentiometer, to set the correct voltage, for which the millimeter hand stops on the mark in question.
The milli-ammeter scale calibrated in w / kg of the loss coefficient is valid, at a given supply voltage, only for a determined sheet thickness. to enable measurement of different sheet thicknesses, the instrument may be provided with a voltage switch connected to the taps of a transformer or a hard voltage divider, so that the appropriate supply voltage can be set to match. each sheet thickness. The voltage switch can in this case be combined with a switch for the protective resistor, which is chosen in such a way that, in any position of the switch, with the yoke open and the voltage switched off correct, the The milliammeter needle stops on the aforementioned mark on the scale.
The adaptation of the instrument to different sheet thicknesses can also be achieved by modifying the number of turns of the yoke excitation coil.