Circuit électrique de mesure comprenant un instrument à échelle étalée à la fin
La présente invention a pour objet un circuit électrique de mesure comprenant un instrument à échelle étalée à la fin.
On connaît déjà de nombreuses méthodes pour étaler, à la fin, l'échelle d'un instrument de mesure mais les dispositions connues jusqu'ici présentent des inconvénients qui les rendent souvent inutilisables.
Une des méthodes pour obtenir le but susmentionné consiste à employer des circuits en pont, comprenant des résistances non linéaires dans les branches. Ces ponts sont équilibrés pour une valeur déterminée de la tension appliquée et donnent des indications pour les variations de la tension s'écartant de cette valeur.
Ces montages, toutefois, présentent trois graves inconvénients, à savoir: leurs dimensions excessives, leur prix de revient élevé et leur poids souvent inadmissible.
On peut aussi réaliser l'étalage de l'échelle de l'instrument de mesure en lui appliquant une tension de polarité opposée à celle soumise à la mesure, de manière à neutraliser une partie de la tension à mesurer et en employant un voltmètre très sensible pour mesurer la différence de ces deux tensions. Le voltmètre peut être étalonné pour la tension à mesurer ou pour les différences de tensions. Dans les deux cas, la précision de la mesure dépend de la stabilité de la source étalon utilisée pour équilibrer une partie de la tension à mesurer. Les tensions des sources étalons sont, cependant, le plus souvent instables et il faut par conséquent procéder à de fréquents réglages et étalonnages. De plus, cette méthode est également désavantageuse au point de vue de l'encombrement, du poids et du prix de revient.
Une autre méthode connue pour atteindre le même but consiste à donner une tension préliminaire au ressort de l'aiguille d'un instrument de mesure ordinaire, de sorte que l'aiguille est sollicitée contre la butée qui correspond à la position zéro. La tension préliminaire du ressort est calculée de manière que l'aiguille ne puisse effectuer aucune déviation tant que la tension à mesurer se maintient au-dessous d'une valeur déterminée. L'étalage est ici obtenu par des moyens mécaniques. Cette méthode, qui peut convenir dans des cas particuliers, est par contre désavantageuse pour trois raisons.
Tout d'abord, le courant qui traverse l'instrument est souvent sensiblement supérieur à la valeur du courant nominal, ensuite la tension plus élevée du ressort a pour conséquence un frottement accru qui provoque une instabilité mécanique et, enfin, lorsque le courant est coupé, l'aiguille de l'instrument, ramenée brusquement dans la position de repos, heurte violemment contre la butée et risque de se déformer.
La présente invention a pour but de réaliser un circuit de mesure qui ne présente aucun des inconvénients susmentionnés. Le circuit électrique de mesure selon l'invention, qui comprend un instrument à échelle étalée à la fin, est caractérisé en ce que l'instrument de mesure est connecté en série avec au moins une diode sèche polarisée de manière qu'elle travaille sur sa caractéristique inverse tension- courant, cette caractéristique étant telle qu'au point correspondant à la tension critique le courant soit faible par rapport au courant susceptible de provoquer la déviation totale de l'élément indicateur de l'instrument, la résistance dynamique étant au moins approximativement constante pour un courant inverse supérieur au courant inverse correspondant à ladite tension critique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre un circuit pour la mesure de tensions continues;
la fig. 2 est un circuit semblable à celui de la fig. 1, dans lequel cependant le voltmètre a une résistance en série et une résistance shunt et est protégé par un dispositif de protection contre les dommages qui pourraient être provoqués par une inversion de la tension à mesurer;
la fig. 3 représente une variante du circuit de la fig.
I, dans laquelle plusieurs dispositifs non linéaires sont montés en série dans un circuit à tension plus élevée;
les fig. 4, 5 et 6 montrent les caractéristiques tension-courant de dispositifs non linéaires susceptibles d'être utilisés dans les circuits des fig. 1 à 3
la fig. 7 montre le cadran gradué d'un instrument de mesure à échelle étalée à la fin;
la fig. 8 représente un circuit pour la mesure du courant alimentant la charge d'un montage à courant continu et
les fig. 9 et 10 montrent des circuits pour la mesure de tensions alternatives.
Le circuit représenté à la fig. 1 comprend simplement un instrument de mesure pour courant continu, ci-après appelé galvanomètre et, monté en série avec un dispositif conducteur non linéaire 2. Ce dernier doit avoir au moins deux gammes de résistances dynamiques à peu près constantes mais sensiblement différentes. Un dispositif qui est particulièrement indiqué à cet effet est une diode au silicium qu'on peut facilement trouver dans le commerce et qui présente une résistance dynamique à peu près constante sur la plus grande partie de la gamme des courants inverses qu'elle peut supporter.
Pour obtenir un bon fonctionnement du circuit représenté, la diode doit travailler dans la gamme des courants inverses et par conséquent le branchement du dispositif 2 de la fig. 1 doit être fait de façon que celui-ci présente la moindre conductibilité pour les tensions ayant la polarité indiquée aux bornes T1 et To. Lorsque cette tension augmente lentement, à partir de zéro, presque toute la tension appliquée est neutralisée par la chute de tension aux bornes du dispositif 2, de sorte que le galvanomètre 1 n'indique qu'une déviation très petite.
Mais, lorsque la tension critique est atteinte, il suffit d'une petite variation de la tension appliquée pour provoquer de rapides déviations de l'aiguille du galvanomètre. De plus, ces déviations sont approximativement proportionnelles aux variations de la tension appliquée et cette proportionnalité rend le circuit de mesure décrit particulièrement avantageux.
Pour mieux comprendre le fonctionnement du circuit représenté, on peut se reporter aux fig. 4, 5 et 6. La partie de la caractéristique sur laquelle le dispositif non linéaire doit travailler, correspond aux courants inverses et occupe le troisième quadrant de la fig. 4. D'après cette courbe, on voit que pour des variations de la tension comprises entre zéro et cinq volts environ, les variations de courant ne sont que de quelques milliampères. Dans cet intervalle, la résistance dynamique est très élevée et se rapproche de celle d'une résistance linéaire. A partir de ce point, le courant augmente de manière pratiquement linéaire pour de faibles variations de la tension appliquée.
Cela est représenté par la partie presque linéaire comprise entre les points A et B de la courbe tracée sur les fig. 4 et 6, partie où la résistance dynamique est beaucoup plus basse. La fig. 6 représente, à plus grande échelle, la partie de la caractéristique inverse de la fig. 4 pour des tensions appliquées comprises entre 5 et 5,6 volts. Sur la fig. 6 sont aussi tracées deux courbes caractéristiques pour deux températures différentes. La courbe du milieu, qui correspond à la caractéristique de la fig. 4, se rapporte à une température de 200 C tandis que les deux autres courbes se rapportent respectivement à des températures de + 600 C et de - 200 C, ainsi qu'il est indiqué.
I1 est intéressant de remarquer que ces trois courbes sont sensiblement parallèles sur leurs parties rectilignes et que l'influence de la température n'est pas trop sensible, même pour de forts écarts de température. Si l'on veut obtenir une compensation des effets de la température, on peut employer du fil de cuivre pour tout ou pour une partie d'une résistance additionnelle disposée en série avec le galvanomètre 1 et non représentée à la fig. 1 en tenant compte toutefois de la résistance du conducteur de cuivre de la bobine du galvanomètre.
Les diodes qui peuvent être employées pour le circuit décrit ont, en pratique, de faibles dimensions et se prêtent à être facilement montées à l'intérieur des instruments de mesure usuels. Il s'ensuit que leur emploi n'augmente pratiquement ni le poids ni l'encombrement des instruments de mesure d'usage courant. I1 faut souligner, en outre, que grâce à la disposition décrite, la bobine du galvanomètre n'est pas parcourue par un courant supérieur au courant nominal.
Dans le circuit décrit ci-dessus. la diode travaille sur sa caractéristique inverse, entre les points A et B de la fig. 4. On ne prévoit pas d'utiliser la caractéristique directe car en comparant les courbes des fig.
5 et 6, on peut voir que les caractéristiques inverses (fig. 6) sont plus linéaires que la caractéristique directe (fig. 5). n faut tenir compte en outre du fait que les courbes des fig. 5 et 6, de même que les courbes du premier et du troisième quadrant de la fig. 4, ont été tracées à des échelles différentes, de sorte que la caractéristique inverse apparaîtrait bien plus linéaire par rapport à la caractéristique directe, si ces deux courbes étaient tracées à la même échelle.
Dans le circuit représenté à la fig. 2, une diode de protection 3, une résistance en série 4 et une résistance shunt 5 ont été ajoutées au circuit. La diode de protection 3 est montée de manière à être polarisée dans le sens contraire à celui de la diode 2, de sorte que, si la tension d'entrée est inversée par erreur, le galvanomètre 1 ne risque pas d'être endommagé par le passage d'un courant excessif. La diode 3 doit avoir une gamme de tensions inverses dont la tension la plus élevée est supérieure à la tension qui doit être appliquée aux bornes T1 et T2. Les résistances 4 et 5 peuvent être choisies variables, d'une manière connue. Dans ce cas, il convient de régler la résistance 4 de manière à obtenir une déviation minimum de l'aiguille du galvanomètre 1 à l'extrémité la plus basse de l'échelle.
La résistance shunt 5 peut être ensuite réglée de manière à donner la déviation totale pour la tension maximum qui doit être mesurée.
Si la tension à mesurer est supérieure à celle qu'une seule diode 2 peut supporter, on peut monter en série plusieurs diodes, ainsi qu'il est montré, à titre d'exemple, à la fig. 3, où deux diodes supplémentaires 21 et 22 sont connectées en série dans le circuit de mesure.
La fig. 7 montre comment peut se présenter l'échelle du galvanomètre des circuits décrits. Si l'on considère l'échelle de la fig. 7 et l'allure et non pas l'échelle des caractéristiques inverses des fig. 4 et 6, on voit que lorsque le courant est nul l'aiguille de l'instrument reste dans la position O de la fig. 7, qui correspond à l'origine O de la fig. 4. Au fur et à mesure que la tension à mesurer augmente, à partir de zéro jusqu'à 45 volts, la tension aux bornes de la diode 7 varie d'une quantité correspondant à la distance entre l'origine O et le point A de la courbe caractéristique de la fig. 4. Le courant relativement faible, correspondant sur la fig. 4 à la distance du point A à l'axe vertical, ne provoque qu'une petite déviation de l'aiguille, du point O au point A, qui correspond au point 45 volts de l'échelle de la fig. 7.
Ensuite, un accroissement de la tension appliquée ne provoque qu'un faible accroissement de la chute de tension aux bornes de la diode 2, mais le courant augmente rapidement, de manière sensiblement proportionnelle aux variations de la tension, de sorte que l'échelle de l'instrument est pratiquement uniforme, ainsi que cela se voit à la fig. 7. Par exemple, si la tension varie de 45 à 55 volts, le courant augmente du point A au point B de la caractéristique de la fig. 4, qui correspondent respectivement aux points
A et B de l'échelle de la fig. 7. La déviation totale de l'aiguille qu'on peut obtenir est déterminée par les propriétés de la diode choisie, par la gamme des tensions à mesurer et par les constantes de l'appareil de mesure utilisé.
On peut disposer d'une grande variété de caractéristiques différentes, puisqu'on trouve facilement dans le commerce des diodes dont les caractéristiques couvrent des gammes de tensions inverses comprises entre 3 et 300 volts environ.
Les circuits décrits peuvent être facilement employés pour la mesure de courants, en utilisant une résistance shunt 6, ainsi qu'il est indiqué à la fig. 8.
Le circuit de mesure, comprenant un galvanomètre 1 et une diode 2, est semblable à ceux des fig. 1 et 2.
La chute de tension aux bornes du shunt 6 est proportionnelle, ainsi qu'on le sait, au courant total absorbé par la charge Z. Ce courant total peut être mesuré par un instrument 8, moins sensible, monté en série avec une résistance variable 7 et une source de courant continu S. Bien qu'il soit un instrument de grande sensibilité, le galvanomètre 1 n'entre en action qu'après que l'instrument 8 ait accusé une déviation sensible et que la chute de tension aux bornes du shunt 6 soit suffisante pour provoquer un accroissement de conductibilité de la diode 2. Après quoi, les déviations du galvanomètre 1 sont uniformes et indiquent les variations du courant absorbé par la charge Z. Si on le veut, le galvanomètre 1 peut être étalonné pour indiquer directement les valeurs réelles de ce courant.
Les fig. 9 et 10 montrent des circuits de mesure de courants alternatifs. Ici, le galvanomètre 9 doit être prévu pour pouvoir mesurer des courants alternatifs. En série avec le galvanomètre 9 et la source de courant alternatif Ss sont montées en opposition deux diodes 2 et 2A, non linéaires, mais présentant les mêmes caractéristiques dissymétriques.
Pour les circuits à courant alternatif des fig. 9 et 10, un courant pratiquement négligeable traverse l'instrument de mesure 9 tant que la tension de la source S, se maintient au-dessous d'une valeur déterminée. Cette valeur déterminée correspond au point d'amorçage qui se trouve par exemple, à proximité du point A de la courbe des fig. 4 et 6. Pour des tensions appliquées supérieures à cette valeur, une des diodes commence à devenir conductrice, en provoquant ainsi la déviation de l'aiguille de l'instrument 9. n est clair que pour une alternance de la tension alternative une des diodes, 2 ou 2A, devient conductrice dans le sens direct, et que par conséquent la chute de tension à ses bornes est très faible.
Pour cette alternance, l'étalement de l'échelle est effectué par l'autre diode. Pour l'autre alternance de la tension, le rôle des diodes 2 et 2A est inversé. Par exemple, dans le montage de la fig. 9, si la tension à la borne supérieure de la source St augmente dans le sens positif la diode 2 devient conductrice dans le sens direct tandis que la diode 2A travaille sur sa caractéristique inverse et ne laisse passer qu'un faible courant dans le circuit de l'instrument de mesure jusqu'à ce que la tension ait atteint une valeur correspondant au point A de sa caractéristique inverse.
Lors de l'alternance suivante la diode 2A devient conductrice dans le sens direct tandis que la diode 2 fonctionne sur sa caractéristique inverse et. effectue l'étalement de l'échelle, comme précédemment décrit.
De même que dans le cas de la mesure des courants continus, les circuits des fig. 9 et 10 peuvent servir à mesurer un courant alternatif au moyen d'une résistance shunt, comme il a été indiqué à la fig. 8.
Tous les circuits décrits précédemment se prêtent facilement à la mesure de la tension ou du courant d'un wattmètre à échelle étalée à la fin. Si le circuit doit être connecté à la bobine de tension du wattmètre, on utilisera les montages représentés aux fig.
1, 2 ou 9, tandis que pour la bobine d'intensité du wattmètre on employera le montage de la fig. 8.
I1 ressort de ce qui précède que les circuits décrits présentent des avantages qui n'ont pas été atteints jusqu'ici dans les montages connus. Les diodes employées ont une grande stabilité et rapidité de fonctionnement, de sorte que les mesures peuvent être répétées sans crainte d'erreurs. Ces diodes sont d'un type courant dans le commerce, avec des gammes de tensions comprises entre 3 et 300 volts. Les dispositifs décrits qui assurent l'étalement des échelles peuvent être appliqués à un instrument de mesure avec peu de frais. Leur ensemble est léger et peut être placé à l'intérieur du boîtier de l'instrument.
Enfin, la bobine de l'instrument n'est pas sujette à être traversée par un courant supérieur au courant nominal.
Electrical measuring circuit including a spread scale instrument at the end
The present invention relates to an electrical measuring circuit comprising an instrument with a scale spread at the end.
Numerous methods are already known for spreading the scale of a measuring instrument at the end, but the arrangements known hitherto have drawbacks which often make them unusable.
One of the methods to achieve the aforementioned object is to employ bridge circuits, comprising non-linear resistors in the branches. These bridges are balanced for a determined value of the applied voltage and give indications for the variations of the voltage deviating from this value.
These assemblies, however, have three serious drawbacks, namely: their excessive dimensions, their high cost price and their often unacceptable weight.
It is also possible to display the scale of the measuring instrument by applying a voltage of the opposite polarity to that subjected to the measurement, so as to neutralize a part of the voltage to be measured and by using a very sensitive voltmeter to measure the difference of these two voltages. The voltmeter can be calibrated for the voltage to be measured or for voltage differences. In both cases, the accuracy of the measurement depends on the stability of the standard source used to balance part of the voltage to be measured. The voltages of the standard sources are, however, most often unstable and it is therefore necessary to carry out frequent adjustments and calibrations. In addition, this method is also disadvantageous from the point of view of size, weight and cost.
Another known method for achieving the same object is to give a preliminary tension to the spring of the needle of an ordinary measuring instrument, so that the needle is urged against the stopper which corresponds to the zero position. The preliminary tension of the spring is calculated in such a way that the needle cannot make any deviation as long as the tension to be measured remains below a determined value. The display is here obtained by mechanical means. This method, which may be suitable in particular cases, is on the other hand disadvantageous for three reasons.
First, the current flowing through the instrument is often significantly greater than the value of the rated current, then the higher spring tension results in increased friction which causes mechanical instability and, finally, when the current is cut off. , the needle of the instrument, brought back suddenly to the rest position, hits violently against the stopper and risks being deformed.
The object of the present invention is to provide a measuring circuit which does not have any of the aforementioned drawbacks. The electrical measuring circuit according to the invention, which comprises an instrument with a spread scale at the end, is characterized in that the measuring instrument is connected in series with at least one polarized dry diode so that it works on its inverse voltage-current characteristic, this characteristic being such that at the point corresponding to the critical voltage the current is low compared to the current capable of causing the total deviation of the indicator element of the instrument, the dynamic resistance being at least approximately constant for a reverse current greater than the reverse current corresponding to said critical voltage.
The appended drawing represents, by way of example, some embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows a circuit for measuring DC voltages;
fig. 2 is a circuit similar to that of FIG. 1, in which however the voltmeter has a series resistance and a shunt resistance and is protected by a device for protection against damage which could be caused by a reversal of the voltage to be measured;
fig. 3 shows a variant of the circuit of FIG.
I, in which several non-linear devices are connected in series in a higher voltage circuit;
figs. 4, 5 and 6 show the voltage-current characteristics of non-linear devices capable of being used in the circuits of FIGS. 1 to 3
fig. 7 shows the graduated dial of a measuring instrument with a spread scale at the end;
fig. 8 represents a circuit for measuring the current supplied to the load of a direct current circuit and
figs. 9 and 10 show circuits for measuring alternating voltages.
The circuit shown in fig. 1 simply comprises a measuring instrument for direct current, hereinafter called a galvanometer and, mounted in series with a non-linear conductive device 2. The latter must have at least two ranges of dynamic resistances which are approximately constant but appreciably different. One device which is particularly suitable for this purpose is a readily available commercially available silicon diode which exhibits an approximately constant dynamic resistance over the greater part of the range of reverse currents which it can withstand.
To obtain proper operation of the circuit shown, the diode must work in the range of reverse currents and therefore the connection of the device 2 of fig. 1 must be done in such a way that this has the least conductivity for voltages having the polarity indicated at terminals T1 and To. When this voltage increases slowly, from zero, almost all the applied voltage is neutralized by the voltage drop at the terminals of the device 2, so that the galvanometer 1 indicates only a very small deviation.
But, when the critical voltage is reached, it only takes a small variation in the applied voltage to cause rapid deviations of the galvanometer needle. In addition, these deviations are approximately proportional to the variations in the applied voltage and this proportionality makes the described measuring circuit particularly advantageous.
To better understand the operation of the circuit shown, reference can be made to FIGS. 4, 5 and 6. The part of the characteristic on which the nonlinear device must work corresponds to the reverse currents and occupies the third quadrant of fig. 4. From this curve, it can be seen that for variations in voltage between approximately zero and five volts, the current variations are only a few milli-amps. In this range, the dynamic resistance is very high and approaches that of a linear resistance. From this point, the current increases in a practically linear fashion for small variations in the applied voltage.
This is represented by the almost linear part between points A and B of the curve drawn in figs. 4 and 6, part where the dynamic resistance is much lower. Fig. 6 shows, on a larger scale, the part of the reverse characteristic of FIG. 4 for applied voltages between 5 and 5.6 volts. In fig. 6 are also plotted two characteristic curves for two different temperatures. The middle curve, which corresponds to the characteristic of fig. 4, relates to a temperature of 200 C while the other two curves relate respectively to temperatures of + 600 C and - 200 C, as indicated.
It is interesting to note that these three curves are substantially parallel on their rectilinear parts and that the influence of temperature is not too sensitive, even for large temperature differences. If one wishes to obtain compensation for the effects of temperature, copper wire can be used for all or part of an additional resistor arranged in series with the galvanometer 1 and not shown in FIG. 1 taking into account, however, the resistance of the copper conductor of the galvanometer coil.
The diodes which can be used for the circuit described have, in practice, small dimensions and lend themselves to be easily mounted inside the usual measuring instruments. It follows that their use practically increases neither the weight nor the bulk of the measuring instruments in common use. It should be emphasized, moreover, that thanks to the arrangement described, the coil of the galvanometer is not traversed by a current greater than the nominal current.
In the circuit described above. the diode works on its inverse characteristic, between points A and B in fig. 4. We do not plan to use the direct characteristic because by comparing the curves of fig.
5 and 6, it can be seen that the inverse characteristics (fig. 6) are more linear than the direct characteristic (fig. 5). It should also be taken into account that the curves in fig. 5 and 6, as well as the curves of the first and the third quadrant of FIG. 4, were plotted at different scales, so that the inverse characteristic would appear much more linear compared to the direct characteristic, if these two curves were plotted at the same scale.
In the circuit shown in fig. 2, a protection diode 3, a series resistor 4 and a shunt resistor 5 have been added to the circuit. The protection diode 3 is mounted in such a way that it is polarized in the opposite direction to that of the diode 2, so that, if the input voltage is reversed by mistake, the galvanometer 1 does not risk being damaged by the excessive current flow. Diode 3 should have a range of reverse voltages whose highest voltage is greater than the voltage which should be applied across T1 and T2. The resistors 4 and 5 can be chosen to be variable, in a known manner. In this case, resistance 4 should be adjusted so as to obtain a minimum deviation of the needle of galvanometer 1 at the lower end of the scale.
The shunt resistor 5 can then be adjusted so as to give the total deviation for the maximum voltage which is to be measured.
If the voltage to be measured is greater than that which a single diode 2 can withstand, several diodes can be connected in series, as is shown, by way of example, in FIG. 3, where two additional diodes 21 and 22 are connected in series in the measuring circuit.
Fig. 7 shows how the galvanometer scale of the circuits described can appear. If we consider the scale of fig. 7 and the shape and not the scale of the inverse characteristics of FIGS. 4 and 6, it can be seen that when the current is zero, the needle of the instrument remains in position O in FIG. 7, which corresponds to the origin O of FIG. 4. As the voltage to be measured increases, from zero to 45 volts, the voltage across diode 7 varies by an amount corresponding to the distance between the origin O and the point A. of the characteristic curve of FIG. 4. The relatively low current, corresponding in fig. 4 at the distance from point A to the vertical axis, causes only a small deflection of the needle, from point O to point A, which corresponds to the 45 volts point on the scale of FIG. 7.
Then, an increase in the applied voltage causes only a small increase in the voltage drop across diode 2, but the current increases rapidly, substantially in proportion to the variations in voltage, so that the scale of the instrument is practically uniform, as can be seen in fig. 7. For example, if the voltage varies from 45 to 55 volts, the current increases from point A to point B of the characteristic of fig. 4, which correspond respectively to the points
A and B of the scale in fig. 7. The total deviation of the needle that can be obtained is determined by the properties of the diode chosen, by the range of voltages to be measured and by the constants of the measuring device used.
A wide variety of different characteristics can be available, since diodes are readily available on the market, the characteristics of which cover reverse voltage ranges between approximately 3 and 300 volts.
The circuits described can be easily used for the measurement of currents, using a shunt resistor 6, as indicated in fig. 8.
The measuring circuit, comprising a galvanometer 1 and a diode 2, is similar to those of FIGS. 1 and 2.
The voltage drop across shunt 6 is proportional, as we know, to the total current absorbed by the load Z. This total current can be measured by an instrument 8, less sensitive, connected in series with a variable resistor 7 and a direct current source S. Although it is a very sensitive instrument, the galvanometer 1 does not come into action until the instrument 8 has shown a significant deviation and the voltage drop across the shunt 6 is sufficient to cause an increase in conductivity of diode 2. After which, the deviations of galvanometer 1 are uniform and indicate changes in the current absorbed by load Z. If desired, galvanometer 1 can be calibrated to directly indicate the actual values of this current.
Figs. 9 and 10 show circuits for measuring alternating currents. Here, the galvanometer 9 must be provided in order to be able to measure alternating currents. In series with the galvanometer 9 and the alternating current source Ss are mounted in opposition two diodes 2 and 2A, non-linear, but having the same asymmetrical characteristics.
For the alternating current circuits of fig. 9 and 10, a practically negligible current flows through the measuring instrument 9 as long as the voltage of the source S remains below a determined value. This determined value corresponds to the starting point which is for example located near point A of the curve of FIGS. 4 and 6. For applied voltages higher than this value, one of the diodes begins to become conductive, thus causing the deviation of the needle of the instrument 9. It is clear that for an alternation of the alternating voltage one of the diodes , 2 or 2A, becomes conductive in the forward direction, and therefore the voltage drop across its terminals is very low.
For this half-wave, the scale is spread out by the other diode. For the other half-wave of the voltage, the role of diodes 2 and 2A is reversed. For example, in the assembly of FIG. 9, if the voltage at the upper terminal of the source St increases in the positive direction the diode 2 becomes conductive in the forward direction while the diode 2A works on its inverse characteristic and allows only a small current to pass through the circuit of the measuring instrument until the voltage has reached a value corresponding to point A of its inverse characteristic.
During the following alternation, diode 2A becomes conductive in the forward direction while diode 2 operates on its inverse characteristic and. spreads the scale, as previously described.
As in the case of the measurement of direct currents, the circuits of FIGS. 9 and 10 can be used to measure an alternating current by means of a shunt resistor, as indicated in fig. 8.
All of the circuits described above easily lend themselves to measuring voltage or current with a scaled-scale wattmeter at the end. If the circuit must be connected to the voltage coil of the wattmeter, the assemblies shown in fig.
1, 2 or 9, while for the current coil of the wattmeter we will use the assembly of fig. 8.
It emerges from the foregoing that the circuits described present advantages which have not been achieved hitherto in known arrangements. The diodes used have a high stability and speed of operation, so that the measurements can be repeated without fear of errors. These diodes are of a type commonly found on the market, with voltage ranges between 3 and 300 volts. The devices described which ensure the spreading of the scales can be applied to a measuring instrument at little cost. Their assembly is lightweight and can be placed inside the instrument case.
Finally, the instrument coil is not subject to being crossed by a current greater than the rated current.