Instrument de mesure électrique à bobine mobile. L'invention a pour objet un instrument de mesure électrique à bobine mobile, carac térisé par des moyens permettant d'effectuer à l'aide d'une seule bobine mobile, des me sures d'intensité, de voltage et de résistance.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet ins trument.
Fig. 1 en est une élévation de face; Fig. 2 une élévation arrière, le fond de la boîte étant supposé enlevé, et Fig. d un schéma des connexions élec triques.
L'instrument indicateur a est du type à bobine mobile et il est enfermé de la manière usuelle dans une boîte en laiton par exem ple. Cet instrument est monté sur le cou vercle d'une boîte destinée à le contenir. Le long de la boîte de l'instrument proprement dit se trouve une bande mince d'une matière isolante telle que du caoutchouc durci sur laquelle est enroulée une résistance b consti tuée, de préférence, par du fil métallique ayant le même coefficient de résistance que celui constituant la bobine mobile de l'indi cateur a: et un diamètre. suffisant pour sup- porter les courants requis;
une .autre résis, tance c est constituée par une faible longueur de fil fin isolé enroulé sur une bande de mé tal recourbée et recouverte d'une matière iso lante, le fil étant dénudé à l'un des bords de cette bande pour pouvoir subir le contact d'une lame flexible faisant partie d'un inter rupteur, dans un but qui sera plus clairement défini dans la suite de cette description. Les résistances b et c constituent les tronçons de la résistance shunt de l'instrument . Il existe une autre résistance formée également de fil fin disposé de la même manière qui sera dé signée plus loin sous le nom de résistance d.
Les deux résistances <I>c et d</I> sont montées Tes pectivement aux deux angles supérieurs du couvercle, les axes des lames de contact dé passant à l'avant du couvercle de manière à permettre le réglage de l'extérieur.
Deux résistances séries<I>e f</I> (fig. 2 et d), destinées à fonctionner lorsque l'appareil doit faire office de voltmètre, affectent la forme de bobinages enroulés sur des bobines.
Un rhéostat supporté par le couvercle à l'un de ses angles inférieurs et qui sera dé signé plus loin sous le nom de résistance g (fig. 1, 2 et 3) est construit comme les ré sistances<I>c et d;</I> il comprend un premier tron çon formé de fil métallique de diamètre suf fisant pour supporter les courants les plus intenses que l'appareil est appelé à laisser passer. L'axe de sa lame de contact dépasse à travers l'avant du couvercle et est muni d'une manette de commande g'. Au-dessous de cette manette sont placées deux bornes da et j normalement reliées l'une à l'autre sur la. face externe du couvercle.
Dans l'autre angle inférieur du couvercle sont placées deux bornes<I>le</I> et l pour les con ducteurs servant à relier l'instrument au cir cuit de mesure. Au-dessus de ces bornes se trouve le commutateur principal de com mande de l'appareil; il comprend une lame de contact m à pivot (fig. 2 et 3) pouvant se déplacer et venir frotter sur des plots fixes; la. manette de commande wë (fig. 1) de cette lame m (fig. 2 et 3) étant disposée à l'avant du couvercle et marquée de façon appropriée.
A l'axe -de cette lame principale ix. est fixé un segment échancré wa\ (fig. 2 et 3) dans les échancrures duquel viennent s'engager les extrémités de l'une ou l'autre des deux lan guettes flexibles na' et m4, la répartition de ces échancrures étant calculée pour que, quand un engagement a lieu, la lame in est au contact de l'un des plots. Ces derniers sont au nombre de sept numérotés de 1 à 7.
Les connexions sont établies comme suit: La borne l est connectée à l'une des bornes de l'instrument indicateur . ce dont l'autre borne est connectée à l'extrémité libre de la résistance f.
Les résistances c et b sont montées mu tuellement en série et connectées aux bornes de l'instrument indicateur cr., formant ainsi un shunt permanent à sa bobine mobile.
Des prises de courant sont ménagées en trois endroits de la résistance shunt b et des servent respectivement les plots 1, 2 et 3.
L'extrémité libre de la résistance e est connectée au plot 4 et la jonction entre les résistances<I>e et f</I> au plot 5. Entre les plots 6 et 7 est placée une résistance n, tandis qu'à ce plot 7 est également connectée une des ex- trémités d'une autre résistance o, dont l'au tre extrémité est connectée à une des extré mités de la résistance T.
La borne k de l'appareil est connectée à la borne 7z et à la languette flexible wz du commutateur principal; ladite languette s'en gage dans l'une ou l'autre des échancrures du segment në lorsque la lame<I>in</I> se trouve sur les plots 4, 5, 6 ou 7. L'autre languette flexible m' qui s'engage dans l'une ou l'au tre des échancrures dudit segment lorsque la. lame wt- se trouve sur les plots 1, 2 ou 3 est connectée à l'enroulement du rhéostat régla ble g dont le curseur g\ est connecté à la borne j.
Une batterie -de piles sèches p@ fournissant environ trois volts (fig. 2 et 3) est montée en série entre les lames de contact cl et dl des résistances réglables respectives c et d et sup portée par des crochets (non représentés) plan tés dans le fond de la. boîte enveloppant l'ap pareil.
La résistance de la bobine mobile de l'in dicateur cc est approximativement égale à celle du shunt b et les autres résistances sont déterminées .de manière à fournir la lecture désirée sur les échelles, valeur qui dépend du degré de sensibilité dudit indicateur.
L'échelle servant à la lecture des ampères et des volts est graduée de 0 à 6 et porte 10 divisions entre chaque chiffre.
Lorsqu'on veut utiliser l'appareil comme ampèremètre, on le connecte par ses bornes <I>k</I> et l au circuit. dans lequel passe le courant à mesurer. Puis, on place la lame de contact 7n du commutateur principal sur l'un dès plots 1, 2 ou 3.
Les positions des prises de courant sur la. résistance shuntée sont choisies de façon que les résistances entre elles per mettent aux valeurs de courant d'être lues dans l'ordre suivant: Lorsque la lame de contact in se trouve sur le plot 1, on effectue la lecture sur l'é chelle en centièmes d'ampères; lorsqu'elle se trouve sur le plot ", on l'effectue en dixièmes d'ampères et lorsqu'elle se trouve sur le plot 3 en ampères.
Dans l'une quelconque de ces positions, le courant à mesurer se trouve divisé en deux fractions à la prise de courant correspondante du shunt; la majeure partie du .courant s'écoule par une branche du shunt et la partie restante (relativement faible) par l'autre branche, la. résistance c et la bobine mobile de l'indicateur.
Si l'on désire régler la quantité de cou rant envoyé dans un circuit, on peut régler dans la mesure désirée le rhéostat g qui se trouve normalement en circuit. Il sert, du reste, également comme dispositif de sécurité lorsqu'il s'agit. d'effectuer des essais.
Aux cas où l'instrument ou appareil sou mis aux essais n'est pas connecté directement à une source fournissant du courant, les bor nes da et j peuvent être déconnectées et re liées à une source de courant .extérieure, les bornes le et<I>1</I> pouvant alors être connectées à l'instrument ou appareil à essayer.
Si on amène la lame m du commutateur principal sur le plot 4, le circuit venant de la borne principale k passe désormais par les résistances<I>e et f</I> et la bobine mobile, qui est shuntée en permanence par les résistances c et<I>b,</I> pour revenir à la borne principale<I>1.</I> On peut alors s2 servir de la même échelle pour lire les voltages à condition de multiplier la lecture par 10, tandis qu'en amenant la lame in, sur le plot 5 (supprimant ainsi la. grande résistance e) la lecture en volts est directe.
L'échelle al servant à la lecture des ré sistances est constituée par une graduation placée au-dessus de la graduation cet consti tuant l'échelle des ampères et des volts. Les deux graduations augmentent de valeur en sens inverse.
La résistance à mesurer est connectée aux bornes<I>k et 1</I> de l'instrument et la lame de contact m est amenée sur le plot 7. Pour cette position, le courant fourni par la bat terie de piles se fractionne en un point dé terminé par la résistance c; une partie s'é coule à travers un côté de cette résistance c et l'indicateur a et la partie restante à tra vers l'autre côté de la résistance c et le shunt b; les deux parties se rejoignent et traversent résistance à mesurer connectées aux bornes <I>k et 1</I> puis traversent la résistance o et un tronçon déterminé de la résistance d pour re venir finalement au pôle négatif de la bat terie. L'échelle est calibrée pour fournir des lectures directes en ohms.
La résistance variable d est prévue pour compenser tout changement survenant dans la résistance intérieure de la batterie de piles ou des conducteurs d'essai et la résistance c sert de potentiomètre pour compenser les changements de voltage,de cette batterie .et le maintenir égal entre les bornes de l'indicateur pour un essai particulier. De cette façon, en amenant la lame m sur le plot 7, et en met tant en court-circuit les bornes<I>k</I> et<I>1,</I> on peut régler la résistance d jusqu'à ce que l'ai guille de l'indicateur ca fournisse sur l'échelle graduée une lecture de résistance égale à zéro (c'est-à-dire une lecture de courant maxima).
On peut alors amener la lame de contact sur le plot 6; .à ce moment l'aiguille ci' doit venir se placer en regard de l'indi cation: 200 ohms, valeur de la résistance n, après quoi la lame de contact dl se déplaçant sur la résistance d peut servir à ajuster la dite aiguille à cette lecture de 200 ohms. On ramène alors la lame m sur le plot 7 après quoi, en introduisant une résistance entre les bornes k et 1 de l'instrument la lecture sur l'échelle fournira la valeur de ladite résis tance ainsi introduite.
Les résistances et les rhéostats sont éta blis en enroulant le fil métallique sur des bandes de métal minces respectives c2 d2 et <B>9 3</B> puis en recourbant ces bandes de métal pour leur donner la force requise, comme re présenté, le métal à employer de préférence étant le laiton ou à défaut tout autre métal capable de dissiper rapidement la chaleur.
L'ensemble de l'appareil peut être cons truit sous une forme compacte et portative et -enfermé dans une petite boîte q .de dimen sions analogues à celles des instruments d'es sais généralement employés.
Moving coil electric measuring instrument. The object of the invention is an electrical measuring instrument with a moving coil, characterized by means for carrying out, using a single moving coil, measurements of intensity, voltage and resistance.
The appended drawing represents, by way of example, one embodiment of this instrument.
Fig. 1 is a front elevation; Fig. 2 a rear elevation, with the bottom of the box assumed to be removed, and FIG. a diagram of the electrical connections.
The indicating instrument a is of the moving coil type and it is enclosed in the usual manner in a brass box, for example. This instrument is mounted on the lid of a box intended to contain it. Along the case of the instrument itself is a thin strip of an insulating material such as hard rubber on which is wound a resistor b, preferably formed by metal wire having the same coefficient of resistance as that constituting the moving coil of the indicator a: and a diameter. sufficient to withstand the required currents;
another resistance, tance c is constituted by a short length of thin insulated wire wound on a bent metal strip and covered with an insulating material, the wire being stripped at one of the edges of this strip to be able to withstand the contact of a flexible blade forming part of an interrupter, for a purpose which will be more clearly defined in the remainder of this description. The resistors b and c constitute the sections of the shunt resistance of the instrument. There is another resistor also formed of fine wire arranged in the same way which will be referred to below as resistor d.
The two resistors <I> c and d </I> are mounted Tes pectively at the two upper corners of the cover, the axes of the contact blades passing to the front of the cover so as to allow adjustment from the outside.
Two resistors series <I> e f </I> (fig. 2 and d), intended to operate when the device is to act as a voltmeter, take the form of coils wound on coils.
A rheostat supported by the cover at one of its lower angles and which will be deigned later under the name of resistance g (fig. 1, 2 and 3) is constructed like the resistors <I> c and d; < / I> it comprises a first section formed of metal wire of sufficient diameter to withstand the most intense currents that the device is called upon to let through. The axis of its contact blade protrudes through the front of the cover and is provided with a control lever g '. Below this handle are placed two terminals da and j normally connected to each other on the. outer face of the cover.
In the other lower corner of the cover are placed two terminals <I> le </I> and l for the conductors used to connect the instrument to the measuring circuit. Above these terminals is the main switch for controlling the appliance; it comprises a pivot contact blade m (fig. 2 and 3) which can move and rub against fixed pads; the. control lever wë (fig. 1) of this blade m (fig. 2 and 3) being positioned at the front of the cover and marked appropriately.
At the axis of this main blade ix. is fixed a notched segment wa \ (fig. 2 and 3) in the notches of which the ends of one or the other of the two flexible guettes na 'and m4 engage, the distribution of these notches being calculated for that, when an engagement takes place, the blade in is in contact with one of the pads. There are seven of these numbered from 1 to 7.
The connections are made as follows: Terminal l is connected to one of the terminals of the indicating instrument. which the other terminal is connected to the free end of resistor f.
The resistors c and b are mounted in series and connected to the terminals of the indicating instrument cr., Thus forming a permanent shunt to its voice coil.
Sockets are provided in three places of the shunt resistor b and serve respectively the pads 1, 2 and 3.
The free end of resistor e is connected to pad 4 and the junction between resistors <I> e and f </I> to pad 5. Between pads 6 and 7 is placed a resistor n, while at this pad 7 is also connected to one of the ends of another resistor o, the other end of which is connected to one of the ends of resistor T.
The terminal k of the device is connected to terminal 7z and to the flexible tab wz of the main switch; said tongue engages in one or the other of the notches of the segment në when the blade <I> in </I> is on the studs 4, 5, 6 or 7. The other flexible tongue m ' which engages in one or the other of the notches of said segment when the. blade wt- is located on pads 1, 2 or 3 is connected to the winding of the adjustable rheostat g whose cursor g \ is connected to terminal j.
A dry cell battery p @ providing approximately three volts (fig. 2 and 3) is mounted in series between the contact blades c and dl of the respective adjustable resistors c and d and sup carried by hooks (not shown) on the plates. in the bottom of the. box enveloping the device.
The resistance of the voice coil of the dc indicator is approximately equal to that of the shunt b and the other resistances are determined so as to provide the desired reading on the scales, which value depends on the degree of sensitivity of said indicator.
The scale used to read amps and volts is graduated from 0 to 6 and has 10 divisions between each number.
When you want to use the device as an ammeter, you connect it by its terminals <I> k </I> and l to the circuit. in which the current to be measured passes. Then, the contact blade 7n of the main switch is placed on one of the pads 1, 2 or 3.
The positions of the sockets on the. shunted resistance are chosen so that the resistances between them allow the current values to be read in the following order: When the contact blade in is on pin 1, the reading is taken on the scale in hundredths of amperes; when it is on pad ", it is performed in tenths of amps and when it is on pad 3 in amps.
In any one of these positions, the current to be measured is divided into two fractions at the corresponding socket of the shunt; most of the current flows through one branch of the shunt and the remaining part (relatively small) through the other branch, the. resistor c and the moving coil of the indicator.
If it is desired to adjust the quantity of current sent in a circuit, it is possible to adjust the rheostat g which is normally in circuit to the desired extent. It serves, moreover, also as a safety device when it comes to. to perform tests.
In cases where the instrument or apparatus under test is not directly connected to a source providing current, terminals da and j may be disconnected and re linked to an external current source, terminals le and < I> 1 </I> can then be connected to the instrument or device to be tested.
If we bring the blade m of the main switch to pin 4, the circuit coming from the main terminal k now passes through the resistors <I> e and f </I> and the mobile coil, which is permanently shunted by the resistors c and <I> b, </I> to return to the main terminal <I> 1. </I> We can then use the same scale to read the voltages s2 on condition that the reading is multiplied by 10, while 'by bringing the blade in, on pad 5 (thus eliminating the high resistance e) the reading in volts is direct.
The scale al used to read the resistances is constituted by a graduation placed above the graduation, which constitutes the scale of amps and volts. The two graduations increase in value in the opposite direction.
The resistance to be measured is connected to terminals <I> k and 1 </I> of the instrument and the contact blade m is brought to pin 7. For this position, the current supplied by the battery is split. at a point terminated by resistance c; a part flows through one side of this resistor c and indicator a and the remaining part through to the other side of resistor c and shunt b; the two parts meet and pass through resistance to be measured connected to terminals <I> k and 1 </I> then cross resistor o and a determined section of resistor d to finally come back to the negative pole of the battery. The scale is calibrated to provide direct readings in ohms.
The variable resistor d is provided to compensate for any change occurring in the internal resistance of the battery of cells or the test leads and the resistor c serves as a potentiometer to compensate for changes in voltage, of that battery. And keep it equal between the indicator terminals for a particular test. In this way, by bringing the blade m to the pin 7, and by short-circuiting the terminals <I> k </I> and <I> 1, </I> as well, we can adjust the resistance d up to that the needle of the ac indicator provides on the graduated scale a resistance reading of zero (i.e. a maximum current reading).
We can then bring the contact blade on the pad 6; .at this moment the needle ci 'must come to be placed opposite the indication: 200 ohms, value of the resistance n, after which the contact blade dl moving on the resistance d can be used to adjust the said needle at this 200 ohm reading. The blade m is then brought back to the pad 7 after which, by introducing a resistance between the terminals k and 1 of the instrument, the reading on the scale will provide the value of said resistance thus introduced.
Resistors and rheostats are established by winding the metal wire on respective thin metal strips c2 d2 and <B> 9 3 </B> and then bending these metal strips to give them the required strength, as shown, the metal to be used preferably being brass or, failing that, any other metal capable of rapidly dissipating heat.
The whole apparatus may be constructed in a compact and portable form and enclosed in a small box of similar dimensions to those of commonly employed test instruments.