Appareil de mesure électrique à cadre mobile. La présente invention se rapporte à, un appareil de mesure électrique à. cadre mobile, (lui peut, être un ampèremètre du type d'Ar- sonval, par exemple.
L'invention a pour objet un appareil de mesure électrique à cadre mobile comprenant un aimant permanent dont les pièces polaires entourent partiellement, un noyau magnétique, un cadre mobile rdtativement dans l'entrefer compris entre ledit. noyau et lesdites pièces polaires et un indicateur de la position angu laire du cadre mobile.
Cet appareil de mesure selon l'invention est. caractérisé en ce qu'il comprend des moyens propres à faire varier la réluctance du circuit magnétique en fonction de la dé viation angulaire dudit cadre, de manière que la courbe, qui représente graphiquement dans un système d'axes rectangulaires cette dévia tion du cadre mobile en fonction du courant qui parcourt. ce dernier, soit située entière ment d'un même côté de la droite qui joint l'origine des coordonnées dudit système au point de cette courbe correspondant à la dé viation maximum du cadre mobile.
Le dessin ei-annexé montre, à titre d'exemple, quatre formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, un appareil de mesure à cadre mobile du type d'Arsonval, qui constitue une première forme d'exécution. La fig. 2 montre, semblablement, une partie d'un ampèremètre du type d'Arsonva.l, qui constitue une deuxième forme d'exécution.
Les fig. 3 et 4 montrent, respectivement en élévation et en coupe horizontale, une par tie d'un ampèremètre analogue qui constitue une troisième forme d'exécution.
Les fig. 5 et 6 montrent, respectivement en plan et en élévation, une partie d'un ampèremètre du type d'Arsonv al, qui consti tue une quatrième forme d'exécution.
Les appareils à cadre mobile habituels comprennent généralement un aimant perma nent ordinaire 1, par exemple en forme de fer à cheval, un cadre mobile 2 placé entre les pièces polaires 3 et 4 de l'aimant permanent, un noyau magnétique 7 et un bras indica teur ou une aiguille mobile 5 qui se déplace devant une échelle graduée 6.
Les personnes qui se servent des appareils à cadre mobile habituels, notamment des ampèremètres ou mieroampèremètres du type d'Arsonval, savent très bien que les lectures faites sur l'échelle graduée n'indiquent pas toujours avec précision les intensités exactes du courant circulant dans le circuit mesuré.
Si on relève graphiquement dans un système d'axes rectangulaires la courbe représentant la déviation angulaire du cadre mobile en fonction de l'intensité qui le parcourt (carac téristique), on constate qu'elle se trouve irré gulièrement répartie de part et d'autre d'une ligne droite tracée entre l'origine des coor- données dudit système d'axes (intensité nulle) et le point de cette courbe correspondant à la déviation maximum du cadre mobile (in tensité maximtnn).
L'objet de l'invention présente des moyens qui permettent de faire varier la réluctance du circuit magnétique en fonction de la dé viation angulaire du cadre mobile, de manière que la courbe susdite soit située entièrement d'un même côté de ladite ligne droite.
Les moyens en question peuvent être de différentes natures.
Dans la forme représentée à la fig. 1, on fait varier la largeur de l'entrefer entre les pièces polaires 3 et 4 et le noyau de fer 7. On voit que l'entrefer, entre le noyau 7 et la. pièce polaire 4, est plus large en 8 qu'en 9 et que l'entrefer entre la. pièce polaire 3 et le noyau 7 est plus large en 10 qu'en 11, de sorte que la forme de chaque entrefer, vu en plan, est circulaire, -mais sa largeur va en augmen tant d'une extrémité à l'autre.
De cette manière, on détruit l'uniformité des dimensions de l'entrefer et on fait varier la réluctance. La. déviation du cadre mobile est ainsi influencée de manière que la courbe susdite se situe comme indiqué ci-dessus.
Dans la forme représentée à la fig. 2, des pièces magnétiques de fuite 12 et 13 sont fixées sur les pièces polaires 3 et 4 en deux points diamétralement opposés. Les pièces 12 et 13 peuvent être fixées de toute manière réglable et appropriée aux pièces polaires 3 et 4, de manière à pouvoir être rapprochées ou écartées du noyau 7.
On préfère donner à la partie 14 de chaque pièce polaire 3 ou 4 à laquelle on fixe la pièce 12 ou 13 correspon dante une inclinaison, de manière qu'elle soit oblique, et attacher ces pièces 12 et 13 aux pièces polaires 3 et 4 par des vis 15 engagées dans ces dernières et logées dans des fentes ménagées clans les pièces de fuite 12 et 13 afin que celles-ci puissent être rapprochées ou. écartées de l'axe du noyau 7 et immobilisées ensuite dans leur position réglée. Par un ré glage convenable des pièces de fuite 12 et 13, on atteint le but visé.
Dans la forme représentée aux fig. 3 et 4, on a recours à un barreau en métal magné tique 17, établi diamétralement par rapport au noyau 7 et qui est approximativement paral lèle au cadre 2 quand celui-ci est à. l'état de repos.
Le barreau de fuite 17 est fixé aux coins diagonalement opposés des pièces polaires 3 et 4. Il peut l'être par tout moyen convenable pour pouvoir être rapproché ou écarté des pièces polaires. De préférence, et comme mon tré aux fig. 3 et. 4, on fixe chaque extrémité du barreau de la pièce polaire correspondante par une vis. On intercale un manchon 19 entre la face interne du barreau de fuite 17 et la pièce polaire correspondante 3 ou 4 et on donne à ces manchons la longueur qui con vient à l'effet à obtenir, soit en se servant de manchons ayant des longueurs différentes ou en coupant les manchons utilisés à la lon gueur voulue.
De cette manière, on forme un passage de fuite entre les pièces polaires qui suffit à mo difier la caractéristique de l'ampèremètre dans le sens voulu.
Dans la forme représentée aux<U>fi-.</U><B>5</B> et<B>6,</B> les extrémités de l'aimant permanent 1 entou rent partiellement le cadre 2. Tout autour de l'aimant 7, on établit un anneau 20 de lar geur 22 et d'épaisseur 23 en un métal magné tique, anneau qui constitue lesdits moyens.
Cet anneau n'est pas en contact direct avec l'aimant 1 et il subsiste un faible entre- fer 21 entre eux.
L'utilité de l'invention réside dans le fait. qu'on peut compenser le défaut de linéarité de la caractéristique d'une source de courant quelconque, de manière que l'appareil à. cadre mobile avec lequel on mesure le courant. éma nant de cette source donne une déviation du- dit cadre linéairement proportionnelle à la grandeur en fonction de laquelle ladite carac téristique n'était pas linéaire. Ceci pour autant, naturellement, que ledit défaut soit de signe constant. A titre d'exemple, on peut citer la. cellule photovoltaïque au sélénium qui constitue une source de courant dont la carac téristique (courant en fonction de l'intensité de la lumière frappant cette cellule) présente un défaut de linéarité de signe algébrique constant.
On peut, par conséquent, compenser ce défaut de linéarité de la caractéristique de la cellule photovoltaïque à l'aide d'un appa reil à cadre mobile établi selon l'invention. A cet effet, on adopte et on règle lesdits moyens dans chaque cas particulier, de manière que les deux caractéristiques, celle de la source et celle de l'appareil à cadre mobile, se compen sent exactement.
Electric measuring device with movable frame. The present invention relates to an electrical measuring device. movable frame, (it may be an ammeter of the Arsonval type, for example.
The subject of the invention is an electrical measuring device with a movable frame comprising a permanent magnet, the pole pieces of which partially surround a magnetic core, a frame movable statively in the air gap between said. core and said pole pieces and an indicator of the angular position of the movable frame.
This measuring device according to the invention is. characterized in that it comprises means suitable for varying the reluctance of the magnetic circuit as a function of the angular deviation of said frame, so that the curve, which graphically represents in a system of rectangular axes this deviation of the mobile frame depending on the current flowing. the latter, is situated entirely on the same side of the straight line which joins the origin of the coordinates of said system to the point of this curve corresponding to the maximum deviation of the mobile frame.
The accompanying drawing shows, by way of example, four embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows, schematically, a measuring device with a movable frame of the Arsonval type, which constitutes a first embodiment. Fig. 2 shows, similarly, part of an ammeter of the Arsonva.l type, which constitutes a second embodiment.
Figs. 3 and 4 show, respectively in elevation and in horizontal section, a part of a similar ammeter which constitutes a third embodiment.
Figs. 5 and 6 show, respectively in plan and in elevation, part of an ammeter of the Arsonv al type, which constitutes a fourth embodiment.
Usual movable frame devices generally include an ordinary permanent magnet 1, for example in the shape of a horseshoe, a movable frame 2 placed between the pole pieces 3 and 4 of the permanent magnet, a magnetic core 7 and an indica arm. tor or a movable needle 5 which moves in front of a graduated scale 6.
People who use the usual movable frame devices, in particular ammeters or mieroammeters of the Arsonval type, know very well that the readings taken on the graduated scale do not always indicate with precision the exact intensities of the current flowing in the measured circuit.
If we note graphically in a system of rectangular axes the curve representing the angular deviation of the mobile frame as a function of the intensity which traverses it (characteristic), we see that it is unevenly distributed on both sides. a straight line drawn between the origin of the coordinates of said system of axes (zero intensity) and the point of this curve corresponding to the maximum deviation of the moving frame (maximum intensity).
The object of the invention presents means which make it possible to vary the reluctance of the magnetic circuit as a function of the angular deviation of the mobile frame, so that the aforesaid curve is situated entirely on the same side of said straight line.
The means in question can be of different kinds.
In the form shown in FIG. 1, the width of the air gap is varied between the pole pieces 3 and 4 and the iron core 7. It can be seen that the air gap between the core 7 and the. pole piece 4 is wider at 8 than at 9 and the air gap between. pole piece 3 and the core 7 is wider at 10 than at 11, so that the shape of each air gap, seen in plan, is circular, -but its width increases from one end to the other.
In this way, the uniformity of the dimensions of the air gap is destroyed and the reluctance is varied. The deflection of the movable frame is thus influenced so that the aforesaid curve lies as indicated above.
In the form shown in FIG. 2, magnetic leakage pieces 12 and 13 are fixed to the pole pieces 3 and 4 at two diametrically opposed points. The parts 12 and 13 can be fixed in any adjustable and appropriate manner to the pole pieces 3 and 4, so as to be able to be moved closer or apart from the core 7.
It is preferred to give the part 14 of each pole piece 3 or 4 to which the corresponding piece 12 or 13 is fixed, an inclination, so that it is oblique, and to attach these pieces 12 and 13 to the pole pieces 3 and 4 by screws 15 engaged in the latter and housed in slots formed in the leakage parts 12 and 13 so that they can be brought together or. separated from the axis of the core 7 and then immobilized in their adjusted position. By suitable adjustment of the leakage parts 12 and 13, the intended goal is achieved.
In the form shown in Figs. 3 and 4, use is made of a magnetic metal bar 17, established diametrically with respect to the core 7 and which is approximately parallel to the frame 2 when the latter is at. the state of rest.
The trailing bar 17 is fixed to the diagonally opposite corners of the pole pieces 3 and 4. It can be fixed by any suitable means in order to be able to be brought closer to or away from the pole pieces. Preferably, and as my tré in figs. 3 and. 4, each end of the bar of the corresponding pole piece is fixed by a screw. A sleeve 19 is interposed between the internal face of the leakage bar 17 and the corresponding pole piece 3 or 4 and these sleeves are given the length which is suitable for the effect to be obtained, either by using sleeves having different lengths or by cutting the sleeves used to the desired length.
In this way, a leakage passage is formed between the pole pieces which is sufficient to modify the characteristic of the ammeter in the desired direction.
In the form shown in <U> fi-. </U> <B> 5 </B> and <B> 6, </B> the ends of the permanent magnet 1 partially surround the frame 2. All around of the magnet 7, a ring 20 of width 22 and thickness 23 is established in a magnetic metal, which ring constitutes said means.
This ring is not in direct contact with the magnet 1 and there remains a small gap 21 between them.
The utility of the invention lies in the fact. that one can compensate for the lack of linearity of the characteristic of any current source, so that the device. mobile frame with which to measure the current. emanating from this source gives a deviation of said frame linearly proportional to the magnitude according to which said characteristic was not linear. This provided, of course, that said defect is of constant sign. By way of example, mention may be made of. selenium photovoltaic cell which constitutes a current source whose characteristic (current as a function of the intensity of the light striking this cell) presents a linearity defect of constant algebraic sign.
It is therefore possible to compensate for this lack of linearity in the characteristic of the photovoltaic cell with the aid of a device with a movable frame established according to the invention. To this end, said means are adopted and adjusted in each particular case, so that the two characteristics, that of the source and that of the movable frame device, are exactly balanced.