Dynamomètre électrique.
On connaît déjà des dynamomètres électriques constitués par une arm,ature soumise aux efforts à mesurer et dont les déformations sont transmises à des dispositifs électri ques: jauges ou détecteur électromagnétique par exemple, dont les variations de caractéristiques électriques en fonction des déformations sont transmises à des circuits de mesure.
Ces appareils ont des qualités particu- lières: c'est ainsi par exemple que les dispositifs à jauges présentent une grande stabilité, mais sont peu sensibles, alors que les dispositifs électromagnétiques sont sensibles, mais n-ont qu'une stabilité réduite.
Le dynamomètre selon l'invention a pour but de permettre de mesurer sur un laps de temps important des efforts avec une grande stabilité dans le temps, en même temps que de permettre d'analyser avec sensibilité des variations de faible amplitude de ces efforts sur un laps de temps réduit.
A cet effet, il comporte une armature déformab] e sous l'ac- tion des efforts à mesurer et se caractérise en ce que sur cette armature sont montés à la fois au moins une jauge à fil résistant et un détecteur éleetromagnétique de déplacement constitué par un enroulement et un noyau mobile par rapport à l'enroulement, i'enroule ment étant fixé en un point de l'armature et le noyau étant asservi à un autre point de cette armature, de fac on à suivre fidèlement les déplacements de cet autre point, la jauge et le détecteur traduisant en variations d'impédance d'un circuit électrique de mesure les variations de longueur de l'armature sous l'effet des efforts à mesurer.
Le dessin annexé représente; à titre d'exemple, une forme d'exécution de dynamomètre selon l'invention, conçue pour la mesure d'efforts de traction.
Dans ce dessin, la fig. 1 est une vue en perspective avec coupe partielle du dynamornètre. La fig. 2 est une coupe longitudinale et la fig. 3 une coupe- transversale de la protection de sortie des câbles du dynamomètre par lesquels celui-ci peut être relié aux appareils de mesure et éventuellement à tout sys tème de relais. Les fig. 4 et 5 sont des vues schématiques des circuits électriques.
Le dynamomètre représenté par les fig. 1 à 3 est constitué par une pièce métallique 1 munie de deux oreilles 2 par lesquelles il peut être inséré dans un montage mécanique. La pièce métallique 1 est constituée par un cylindre évidé, de façon à ne laisser subsister que deux tirants 3 raccordés par de larges congés aux parties non évidées 4, 5 du cylindre. La section des tirants 3 étant notablement plus faible que celle du cylindre, les parties non évidées ne subiront pratiquement aucune déformation sous l'action des efforts de traction.
Sur les tirants 3 sont fixées les jauges à fil résistant 6 d'im type connu, sensibles aux déformations des tirants 3 sous l'action des efforts de traction auxquels est soumise la pièce. Des jauges 7 identiques aux jauges 6 sont fixées sur la partie non évidée 4 du cy lindre, de façon à être soustraites à. l'action des efforts de traction et à compenser par un montage approprié les effets de variation de température: les jauges 6 et 7 sont insérées à cet effet dans les deux bras adjacents d'un pont de mesure par l'intermédiaire des con docteurs du câble 8 (fig. 4). La forme massive des parties 4 et 5, les larges raccordementis des tirants 3 font que l'égalité de temps pérature de ces parties est facilement réalisée.
Dans la partie médiane de l'armature est disposé un détecteur électromagnétique de déplacement 9, d'un type connu, constitué par un axe magnétique 13 pouvant se déplacer longitudinalement à l'intérieur de deux bobines 11 et 12 reliées à l'appareil de mesure selon schéma de Ja fig. 5. Ces deux bobines sont elles-mêmes dans le champ créé par une bobine excitatrice 14 alimentée par les conducteurs du câble 15. Le détecteur est monté sur un étrier 16 fixé rigidement à la partie 4 de l'armature, tandis que l'axe 13 est souuiis à l'action d'un ressort qui maintient son extrémité en forme de pointe contre une butée fixée rigidement à la partie 5 de l'armature, de telle façon qu'elle suive fidèlement les dé placements de cette partie 5 de l'armature.
Les variations de la position relative de l'étrier et de l'axe 13 sont traduites par un circuit de mesure auquel les bobines 11 et 12 sont raccordées par l'intermédiaire des conducteurs du câble 17.
Ainsi, pour des efforts de l'ordre de quelques tonnes, les indications données par les jauges sont sensibles à quelques dizaines de kg et constantes dans le temps. Les indications données par le détecteur sont sensibles à quelques kg, leur valeur absolue pouvant évoluer dans le temps. De cette façon peuvent être mises en évidence des variations d'efforts même peu importantes ainsi que la valeur absolue de ces efforts bien qu'avec une sensibi ]ité inférieure.
Pour assurer la stabilité des conditions de fonctionnement du dynamomètre, différentes dispositions ont été prises:
- La pièce 1 est protégée par un tube métallique 18 que l'on peut glisser à force sur la pièce 1 et qui vient buter sur une embase ménagée sur la partie 5, l'étanchéité des joints étant assurée par des bagnes de caoutchouc si]iconé 19.
- Le tube 18 présente une ouverture pour le passage des câbles 8, 15, 17, autour de laquelle est soudée une collerette 21 à laquelle sera fixé le système de sortie de câble étanche que l'on décrira par la suite.
- Le milieu constitué par l'évidement du cylindre 1 et contenu dans le tube 18 est desséché par une petite quantité de silica-gel contenu dans un petit panier 22 fixé d'une manière appropriée en un point de la partie 4.
- Tous les circuits électriques sont portés par des bornes 23 à monture en matière isolante fixées sur les tirants 3 par collage à l'araldite par exemple.
- Afin d'obtenir la reproductibilité parfaite des indications du détecteur, l'axe 13 appuie sur une plaquette 24 lisse et plane en matière dure, céramique par exemple, fixée à la partie 5 par r collage.
- Les conducteurs des câbles 8, 15, 17 sont isolés au polythène et blindés. Les câbles ont une parfaite capacité répartie uniformément.
Les caractéristiques électriques de chaque paire de câbles sont symétriques. Chaque câble est toronné à un pas différent pour éliminer les actions mutuelles suivant une technique eonnue.
La sortie étanche des conducteurs s'effectue par l'intermédiaire d'une plaque à bornes 25 munie de traversées 26 en céramique métallisée par exemple.
La plaque 25 est fixée d'une facon étanche à la collerette 21 après fixation des conducteurs allant aux jauges ou au détecteur au moyen des vis 27 et du joint étanche 28.
Les conducteurs des câbles 8, 15 et 17 sont fixés sur les bornes 26 et les câbles sont maintenus en position par le serre-cÅable 29 étant che monté sur la pièce 30. Celle-ci est montée à force sur la collerette 21. Elle présente un filetage 31 au moyen duquel est fixée, d'une façon étanche également, une pièce 32 entourant le serre-câble 29.
La cavité formée par la pièce 30 est rem- plie de vaseline siliconée que l'on peut introduire au moyen d'un graisseur du genre téca gémit.
Sur la pièce 32 est fixé par soudure un joint trois pièces 33, 34, 35. Un tube métallique étanche 36 est lui-même soudé à la pièce 35. A l'intérieur du tube 36 se trouve iiii tube 37 en chlorure de vinyle à l'intérieur duquel passent les trois câbles et le fil de masse 38 serrés dans le serre-câble 29. Le tube 37 est arrêté par une butée constituée par un anneau 39 et deux demi-colliers 40 serrés par une vis 41. Les câbles 8, 15, 17 et le fil de masse 3S passent à l'intérieur du tube 37.
A l'extrémité réceptrice du câble, on envoie sous légère pression mn. gaz sec à l'intérieur du tube 37. Le gaz parcourt tout l'intérieur de ce tube et revient par la cavité for mée par la pièce 32 et le conduit annulaire compris entre les tubes 36 et 37. On assure ainsi une protection efficace contre l'humidité des différents circuits électriques. I,'extrémité réceptrice du câble ainsi constituée non représentée est pourvue de moyens usueLs pour assurer la sortie étanche et isolée des différents conducteurs et la eirculation de gaz.
Parmi les modifications et perfectionnements que l'on peut apporter au dynamomètre décrit, citons par exemple:
- La section de la pièce 1 peut être autre que circulaire.
- Le nombre de tirants peut être différent de deux.
- Les métaux constituant le dispositif de fixation du détecteur peuvent avoir des coefficients de dilatation choisis de telle fa con que l'effet de température sur l'appareil soit automatiquement compensé.
- L'appareil peut être calorifugé par toute disposition usuelle et peut être en partie protégé du rayonnement par un écran de forme appropriée.
-- La sortie des câbles du dynamomètre peut s'effectuer sur une partie de la pièce 1.
- Le tube de protection 18 peut être réalisé en une partie fixée à demeure et une partic mobile, la sortie du câblage se faisant sur la partie fixe.
- Le tube de protection peut être remplacé par un manchon déformable étanche.
- La pointe de l'axe 13, au lieu d'être appliquée sur une plaquette lisse et dure rapportée, peut être fixée à la partie 5 par moyens mécaniques: vis, écrou ou par soudure.
- La pointe du détecteur peut être constituée par un cristal.
- La cavité interne où se trouvent les jauges et le détecteur peut être conditionnée thermiquement par chauffage électrique et thermostat.
La réalisation décrite est destinée à la détermination d'efforts de traction; on pourrait naturellement concevoir d'autres formes d'exécution destinées à déterminer ou mesurer des efforts de compression, de torsion ou combinés.
Le dynamomètre selon l'invention peut être appliqué à la détermination de la charge d'un engin de levage d'une aire, d'un véhicule, etc., de la tension d'une chaîne d'isolateurs, d'une ligne, d'un élément de construction, etc. Il peut concomitamment être utilisé pour la commande de relais.