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" Dispositif indicateur à distance des mesures"
Un procédé connu est celui qui consiste à mesurer le nom- bre de tours des arbres de machines animés d'un mouvement de ro- tation en accouplant sur 1,'arbre qui tourne une génératrice de courant continu ou alternatif et en faisant indiquer la tension ou la fréquence produite par celle-ci,par un voltmètre ou un fré- quencemètre installé à distance. L'indication du voltmètre ou du fréquencemètre sert ainsi à renseigner sur le nombre de tours de l'arbre.
Grâce à l'invention , on réalise un dispositif qui permet d'appliquer ce procédé à distance à la mesure d'autres gran- deurs p.ex. à la mesure du débit ou de la puissance électrique.
Le principe de l'invention réside en ce que d'après la grandeur à mesurer, on influence le nombre de tours parcouru par un sys-
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tème mesureur lequel , à son tour, actionne une génératrice de courant. La tension ou la fréquence ainsi produite par la gé- nératrice dé courant est, de façon connue , indiquée à distance et donne de la sorte la mesure de la grandeur à mesurer.
La fonction du système mesureur est parfois troubléepa,r l'influence de la friction des paliers,celle de l'air et parfois aussi suivant les circonstances par la commande même de la gé- nératrice de courant. Pour établir une relation mathématique en- tre la vitesse de rotation et la grandeur à mesurer, on charge d'après notre invention le système mesureur d'un moment de freinage. Dans beaucoup de cas le moment antagoniste de la géné- ratrice de courant constitue un moment de freinage suffisant.
Dans d'autres cas on prévoit un système de freinage secondaire (p.ex. un freinage à courants parasites,un frein hydraulique) spécialement dans le cas où l'on veut annuler aussi la charge constituée par la génératrice de courant. Quand le moment de freinage qui agit sur le système mesureur est suffisamment grand , l'influence des autres couples antagonistes qui trou- blent la précision de la mesure est diminuée. La génératrice de courant peut être une génératrice à courant continu ou une génératrice à courant alternatif. Dans le premier cas l'instru- ment indicateur doit être approprié au courant continu ou être un appareil de mesure du courant ou de la tension ou un compteur électrique. Dans le deuxième cas, hors des instruments déjà cités on peut, employer un fréquencemètre.
L'avantage du 1er système réside dans le fait que le cou- rant continu peut être conduit sans troubler d'autres lignes, et que les instruments de mesure de courant continu sont les plus sensibles. De plus les tensions de plusieurs circuits dif- férents de mesurage à distance peuvent être additionnés ou re- tranchés d'une façon très simple.
L'avantage du 2me procédé consiste dans le fait que les gé-
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nératrices à courant alternatif sont d'une construction plus simple que lés génératrices à courant continu.
Les avantages du 3me, procédé consistent dans le fait que le mesurage des fréquences est le plus précis de tous les me- surages et que dans ce cas l'emploi de la téléphonie multi- plex permet la mesure à distance des fréquences des plusieurs installations l'une à c8té de l'autre.
Dans les dessins , on a représenté divers modes de réali- sation de l'invention.
Dans la fig. l , le système mesureur a repose sur l'axe b ; ce système est actionné sous l'influence de la grandeur à masu- rer. S'agit-il de mesurer un débit électrique , a peut être p.ex. un moteur,compteur électrique. Pour mesurer à distance un courant liquide ou gazeux ,enfin , a peut être p.ex. une pe- tite turbine mesureuse actionnée par le courant liquide ou gazeux en question. b est un plateau en aluminium ou en cuivre qui tourne avec l'axe h et qui tourne d'après le freinage à courants parasites,utilisé dans les compteurs électriques, dans le champ de l'électro-aimant o. Sur l'axe h est disposé en outre une génératrice de courant continu.Celle-si se compose de l'aimant i, de l'induit en forme de disque d et du collec- teur e.
Le collecteur e est relié au voltmètre f, qui se compo- se avantageusement d'un mesureur de courant à bobine tournante, de sorte que la tension indiquée en f constitue la mesure de la grandeur animée au système mesureur a,
Le freinage à courants parasites peut être supprimé comme on l'a fait supposer plus haut, dans les cas ou la génératrice de courant charge d'une façon suffisante le système de mesure.
Dans la fig.2 , on a représenté , à titre d'exemple , un dispositif dans lequel le freinage à courants parasites est groupé avec la génératrice de courant continu. La génératrice de courant continu est conçue dans le présent exemple de façon
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à produire de la tension dans l'enroulement de l'induit et des courants parasites dans l'induite disque. Des dispositions de l'espèce sont utilisées dans les compteurs ampère-heure- mètres courants.
Dans la fig.S , on a représenté une disposition qui sert à additionner plusieurs grandeurs de même espèce (p.ex. débit électrique) au point de transmission et à indiquer à distance la somme des grandeurs sur un instrument f. Dans le dessin,on a prévu deux transmetteurs de la modalité représentée dans la fig.
2. Les génératrices des deux transmetteurs sont montées en série, de façon que l'instrument f installé à distance indique la ten- sion totale qui correspond chaque fois à la somme des grandeurs qui agissent sur le système a. En outre , on a intercalé dans le circuit des transmetteurs montés en série , un compteur à courant continu , de sorte que quand les systèmes a commandent des watt-heure-mètres,l'instrument f indique la valeur instan- tanée et le compteur la valeur intégrale du débit à mesurer.
L'addition au point de transmission procure une grande économie de lignes et d'instruments de réception car évidemment les dé- bits de plusieurs génératrices peuvent être additionnés eu importe qu'il s'agisse de courant continu ou de courant triphasé.
Une autre amélioration peut être réalisée en ajoutant au système mesureur a, comme représenté dans la fig.4 , un moment de torsion supplémentaire. ! est un électro-aimant à courant al- ternatif raccordé sur de la tension constante qui produit un champ tournante constant à l'aide de moyens connus, p.ex. d'une bague court-circuiteuse . On arrive de la sorte à ce que l'instru- ment de réception f donne une déviation quand la grandeur agis- sant sur le système mesureur a est nulle. La disparition de cette déviation montre alors que la transmission à distance est troublée.
Quand il est nécessaire de déclencher pour des valeurs dé-
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terminées de grandeurs des 'signaux ou d'autres fonctions on peut faire actionner un contact par l'aiguille de l'instrument récepteur f ou encore mettre en circuit un relais dans le cir- cuit de signalisation à distance. Le relais peut être polarisé pour augmenter la sensibilité pour le rendre dépendant de la direction du courant.
Les génératrices de courant actionnées par plusieurs systè- mes mesureurs peuvent aussi être montées en parallèle ou en op- position.Dans le montage en opposition de deux génératrices de courant , il est possible sans plus,d'obtenir l'indication de la différence des deux systèmes.
Outre les instrumente indicateurs, on peut aussi naturel- lement dans ce cas se servir de relais qui entrent en jeu quand la différence entre les tensions des deux génératrices de courant atteint une valeur déterminée.Ce procédé convient' particulière- ment dans le cas de couplage différentiel pour protéger les câ- blcs ou appareils électriques. Dans ce cas, p.ex.,on actionnera au commencement et à la fin d'un câble ,sous l'action du courant circulant dans c câble un système mesureur a (voir fig.3) qui produira une tension grâce au dispositif e ,d ,i .Les deux ten- sions sont couplées en opposition ,p.ex. par,un voltmètre f. Si ce dernier marque zéro ,c'est que le courant a la même grandeur au commencement et à la fin du câble.
Mais si l'aiguille du volt- mètre f dévie , ceci signifie qui l'intensité du courant diffère suivant que l'on considère le commencement ou la fin du câble.
Au lieu de coupler les deux génératrices de courant en opposition, on peut garnir le relais de deux enroulements,dont chacun est ali- menté par une génératrice de courant, qui sont montés en opposi- tion de façon connue(relais différentiel). Si les courants ont la même intensité dans les deux enroulements,leurs effets s'annu- lent . be type d'enroulement convient particulièrement pour les relais différentiels, qui donnent un signal ,dès que les deux in-
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@ tensités amenées au relais ne sont pas égales.
Dans toute installation de mesure à distance,l'une des deux lignes de mesure à distance peut être remplacée par la terre.
S'il existe plusieurs installations de mesure à distance,on peut, au lieu de la terre, utiliser également une ligne commune.
On peut encore diminuer le nombre de lignes en actionnant plusieurs installations de mesure à distance par deux lignes de mesure à distance seulement.Dans ce cas, les diverses génératri- ces de courant avec les instruments indicateurs annexés doivent être successivement raccordées sur les deux lignes de mesure à distance par des dispositifs à marche synchrone.
On peut aussi réaliser la mesure à distance sur des instal- lations de signalisation à distance , en marche , telles p.ex, que les lignes téléphoniques. Il suffit ,pour cela , d'empêcher l'aide de dispositifs connus ,p.ex. de bobines de réactance et de condensateurs, la perturbation réciproque des courants té- léphoniques et de mesure à distance.
De même ,les procédés connus utilisés dans la téléphonie au la télégraphie multiplex pour accroître l'utilisation des lignes existantes peuvent aussi être employés dans les lignes de mesure à distance de plusieurs installations.
Il va de soi que le principe de l'invention n'est pas entiè- rement épuisé par les exemples de réalisation que l'on a donnés.
\.,' est ainsi p.ex. que pour arriver à une tension plus élevée par un système de mesure, on peut, au lieu d'une seule génératrice de courant, en actionner plusieurs. comme grandeurs à mesurer, on n'a indiqué que celles qui se réfèrent à l'électricité ,aux courants liquides, ou aux courants de vapeurs.cependant rien ne s'oppose à la mesure à distance de grandeurs d'autre nature,telles que pressions de gaz, températures niveaux de li quides, teneur en gaz (p.ex. teneur en CO2) ou mesures analogues conformément au principe de l'invention. Dans ces cas la grandeur a mesurer ne doit pas nécessairement constituer la
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commande du système mesureur, ainsi que c'est le cas ,p.ex.pour la mesure d'une puissance électrique.
Au contraire , il' est sou- vent nécessaire , de commander le système mesureur par une com- mande auxiliaire et d'agir sur son nombre de tours en relation avec la grandeur à mesurer.
Dans beaucoup de cas il est nécessaire de se servir d'un instrument indicatif f à point nul situé au centre. Ceci est requis quand il s'agit de mesurer à distance non seulement une grandeur mais également d'indiquer le sens de rotation du systè- me mesureur a.
Une application importante de l'invention consiste à dis- poser deux systèmes mesureurs de telle façon que l'un de ceux- ci dépend uniquement de la tension d'une, installation à courant alternatif et l'autre uniquement de l'intensité du courant. Si les deux génératrices de courant actionnées par les deux systè- mes mesureurs sont raccordées chacune à la bobine de mesure d' un watt mètre ou d'un watt-heure-mètre pour courant continu,on peut mesurer de la sorte la puissance apparente de l'installa- tion à courant alternatif ,c'est à dire le produit : tension X intensité du courant ou la consommation appareille ,c'est à. dire le produit . tension 2 intensité du courant X temps.
De même , on peut indiquer le produit de deux autres gran- deurs quelconques à mesurer.
Un autre exemple important d'application de l'invention est la mesure à distance du facteur de puissance cos 4 d'une installation à courant triphasé ou à. courant alternatif.
Si dans l'installation à courant alternatif , on incorpore deux systèmes mesureurs a ,dont l'un est influencé uniquement par la puissance effective et l'autre uniquement par la puissance réac- tuve,le quotient
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peut être indiqué en raccordant les -génératrices de courant ac- @ tiormées par les deux systèmes mesureurs sur un instrument in- dicateur,qui se prête à la mesure du quotient de deux courants à mesurer. Ces instruments de mesure sont connus sous le nom de l'instruments à bobines croisées" ou " mesureurs de quotients"
Cet instrument de mesure peut être réglé ,sans autre manoeuvre de façon . indiquer directement le facteur de puissance cos de l'installation a courant alternatif.
Oomme rien ne s'oppose, à intercaler dans ce cas dans le circuit à distance de chaque génératrice de courant,également un mesureur de courant,il est possible d'indiquer à distance, à l'aide d'un compteur de consom- ration effective et d'un compteur de consommation réactive, qui , actionnent chacun une génératrice de courant continu ,les valeurs momentanées de la puissance effective, de la puissance réactive et du facteur de puissance d'une installation à courant alterna- tif.
De même ,on peut indiquer à distance le quotient de deux grandeurs quelconques à mesurer.Si l'on doit ,p.ex. déterminer la consommation de vapeur ,c'est à dire le quotient d'une instal- lation composée d'une turbine à vapeur et d'une génératrice de courant: consommation de vapeur puissance électrique fournie , on intercale l'un des systè- mes mesureurs (mesureur du courant de vapeur)dans la conduite de vapeur et l'autre (compteur électrique) dans la conduite d'a- limentation partant de la génératrice de courant. Si , à présent, on raccorde ,comme décrit ci-dessus,les deux génératrices de courant actionnés par les deug systèmes mesureurs, à un mesureur de quotient , cet instrument de mesure peut être réglé de façon à indiquer directement la consommation spécifique de vapeur.
Enfin, on-attirera l'attention sur le fait que l'on peut, au lieu d'employer le système de mesure à enroulement ci-décrit à titre d'exemple , se servir d'un système oscillant dont on uti-
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lise les mouvements, avec des moyens connus, pour produire de la tension.
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RE V EN D 1 U A T 1 0 N S.
1. Dispositif indicateur à distance de grandeurs à mesurer, dans lequel la tension ou fréquence produite par une génératrice de courant est indiqué à distance caractérisé par le fait,que la génératrice de courant est actionné par un système mesureur, dont le nombre de tours est influencé en dépendance de la gran- deur à mesurer et qui est soumis à l'action d'un moment de frei- nage.