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"Perfectionnements dans les appareils de mesure électriques".
L'invention est relative aux appareils de mesure électri- que,notamment à ceux pour intensités et tensions des courants alternatifs.
La caractéristique principale de l'invention consiste en ce que l'appareil de mesure perfectionne comprend un instru- ment adapté à la mesure du courant continu et un redresseur y connecte,du. type à oxyde métallique ci-après décrit,
Le dessin ci-'joint représente à titre d'exemple une forme de réalisation de ].',objet de l'invention.La figure 1 est un schéma général. La figure 3 montre une variante d'une
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partie dn dispositif de la figure 1.
Dans la figure 1,1'appareil comprend un. redresseur R
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relié à une source de force électro-notriae alternative et un instrument (le mesure G sensible au courant continu et alimenté
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par le rearesseur R,
Cet instrument'6 peut être constitué par n'importe quel galvanomètre donnant des déviations proportionnelles au courant,
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et l'on a trouvé que le galvanomètre d'àrs9nvsl convient très bien à cet ,effet.Le galvanomètre comprend une aiguille 3 qui est déviée de sa position initiale (on zéro) d'une quantité proportionnelle d'intensité du courant amené au galvanomètre.
Le redresseur comprend quatre unités asymétriques R1,
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R2tRu'' haa'an.e o-omposée d'une pièce métallique 1 telle qu'une g2,Riµ/haaune ou de cuivre piéoemétalliqne 1 telle qu'unie plaque fer cuivre couverte d'une couche 2 -d'un composé tel qu'un oxyde du métal formé directement sur ce métal.
Les bornes du redresseur sont connectées,celles de sortie!
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9 et 10 directement aux bornes du galvanomètre G#et oelles d' entrée 7 et 8 aux'bornes 3:"et T2 du générateur de force élec- t:ro-,motrice alternative par exemple alternateur A dont on clé-, sire effectuer la me,sure,cette dernière connexion étant eîac,, tuée par l'intermédiaire de résistances non Inductives dont le but sera expliqué plus loin.
Il,est évident que l'énergie alternative appliquée au redresseur R est convertie par celui-ci en un courant continu
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dont la valeur est mesurée par le galvanomètre G#clont la dé-t viation mesure par conséquent la force 61 ectro-smotrice a:p:pliqé6 aux bornes 7 et 8.
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les redresseurs du type indiqué possèdent la oaraotéris- tique que leur débit de courant continu varie approximative- ment comme le carré de la force éleatro-.motriae alternative qui leur'..' est appliquée.
On a trouvé que..en'choisief3ant et appariant convenablement les diverses unités asymétrique$3 du redresseur,et en employant un galvanomètre de résistance
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et course appropriées,les parties peuvent être ajustées de telle manière que, sur une échelle considérable,le courant
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fourni au. galvanomètre 6 par le redresseur R varie comme le carré de la force électromotrice appliquée à celui'"ci, et cela avec une précision comparable à celle des meilleurs ampére4-@1étres du commerce pour courants alternatifs.
Le galvanomètre porte une échelle gracluêe 4 indiquant ,les racines carrées de la déviation de l'aiguille 3.On lit ainsi directement les valeurs effectives de la force électro. motrice appliquée aux bornes 7 et 8,
Il est évident que cette foree' éleotro-motrice est une portion déterminée de celle qui est appliquée aux bornes
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Y '1 , et #3 ;en choisissant convenablement les unités de 1' échelle 4 et en proportionnant de manière appropriée les par
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fies de ltappareîlle galvanomètre peu% indiquer,directement en¯volt,;
la racine exacte de la valeur moyenne du carré
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de la rc a élaetr4 m,otrica appliquée aux bornes 1 et m9 quelle que soit la forme de l'oncle de cette force électro- motrice,
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.
Q',pa'at; ,. aide, d'une résistance E interposée entre la 't, kT2 et, )o ;,ra8.e'x , ; a'tzter appareil de manière qqp¯,1<fqç q leo.tr,Q,'*mot,rice 4e au redresseur R reste ,<.> ., .i . ''-1 ï '- " r , . a . a... t ..... , < y touourol dans téahal8 pour laquelle le courant de sortie duredra.s.seur est 1, plus exactement proportionnel au carré de, la .força µle,%r o,p9/riqp ap 1 lqu ..- Les,redresseurs type, déprit ont un haut coefficient -" K - i;, . - . , ... , , - . > . , .. - qx4 de telle porbe que,pour une valeur donné<e,de,la.force'éleero'notriQe alternative appliquée au courant continu passant dans le galvanomètre S' ddorot,t, au,fur et, à mesure que la température du redresseur sêlèva.,A. moyen d'.une.. résistance vaxraba.rro, peut légère,4 ment uQ&12:tpr la fozqe éleotrq.motriee appliquée aux bornes dn redresseur p., s.m;
aneâ les variations de température,
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en diminuant la valeur de' résistance prise sur 8 an fur et à masure de l'augmentation de température de l'appareil, Dans l'exemple représentéla. résistance B est calibrée di- rectement en degrés,et le réglage peut alors être fait de façon que la mise du rhéostat sur un degré corresponde à la température indiquée par un thermo-mètre D adjacent à l'appa- rail.
Tour obtenir des résultats très précis sur une large échelle de fréquences différentes, il peut être désirable, dans certaines conditions,de compenser les variations du débit du redresseur causées par les variations de fréquence.On a trouvé que, pour une valeur donnée à la force électro-metréce alternative appliquée au redresseur, le courant continu traversant le galvanomètre G diminue lorsque la fréquence de la force électro-motrice augmente.Cette variation est due, on partie au courant de charge provoqué par l'effet de capacité des unités asymétriques,
et en partie à l'augmentation d'impédance du galvanomètre pour le courant continu pulsatoire qui lui est fourni.En diminuant légèrement une résistance réglabe C en série avec les bornes d'entrée du redresseur lorsque la fréquelce/augmente, on peut compenser exactement des variations;pour la commodité,la résistance 0 peut être calibrée directement en périodes par seconde.
L'appareil comprend également un multiplicateur à deux résistances additionnelles en.série R et F connectées à la borne T2.Ces résistances sont chacune proportionnées,comme d'habitude,pour augmenter l'échelle de l'appareil dans un rapport prédéterminé.Par exemple, si le, source de la fotce électro-motrice qu'on désire mesurer est branchée entre les bornes T1 et T3, il est évident que la résistance H est incluse en série avec le circuit d'alimentation du redresseur;
dans ces conditions,la racine exacte de la valeur moyenne du carré de la force électro-motrice alternative appliquée entre les bornes Tl,et T2,est égale à la lecture sur le galvanomètre @
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G multipliée par 1,,).qfipò¯xE correspondant au multiplicateur '- <.--<.. '. < A' .f- 1{. "..'1" -.., 2 ß r RDe memefStla-'OM éleqtro-'motrioe inconnue est branchée -: "- .J. v . ¯ . ¯ .. 1:' '...: c t7''''' >1.1 .... - ...-..
' entra les .bonnes #1 et µlµ;$es résistances F et E sont mises tontes deux en série avec le circuit d'alimentation du re- dresseur, et la valeur exacte du voltage est alors obtenue @ en multipliant la valeur lue sur le galvanomètre par la con-
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6t Gonvenable aoreBpènàant à cette connexion.
On observera que. en insérant la résistante convenable du multiplicateur en série avec les bornes d'entrée du redres-
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seur,la force éleotropotrioe réellement appliquée à celui...ci peut être toujours maintenue dans l'échelle pour laquelle le courant débite par le redresseur correspond le plus exactement
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au carré de la force élactro"'motrice appliquée;!'appareil est donc de précision égale pour tous les voltages appliqués à ses bornes.
La figure 2 montre comment l'appareil peut être utilisé pour mesurer des valeurs, de courant alternatif.La référence
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± "d.és:J.?-e.i> circuit alimenté,par un alternateur !,en courant alternatif qu'il y a lieu de mesurer. un shunt S non-inàuqtif est-intercalé dans ce circuit,la valeur en étant choisie de telle sorte que la chute du potentiel alternatif entre ses bornes reste dans la limite de la force électromotrice pour laquelle l'appareil de la figure 1 est le plus sensible.
Les bornes du shunt S sont alors reliées aux bornes Tl et T2
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.... :-.. -... ¯1 de l'appareil de la figure l,et la chute du potentiel à travers le shunt S est mesuré comme di-dessus décrit.
Un avantage de l'invention est que,en choisissant con-
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vonablemont la valeur du shunt, t.C?1f peut mesurer avec une çf8qlàe¯ prµ0iSÙ)± des apurants alternatifs d'une amplitude raisonnable. qta.eloxqua. remarquera ÇP.l.!ooe le circuit >"iôéÀ±1 ' ' <.1d"i;. xed.re,xsau$=t le shun,t S monté en parallèle avec ' $pi ont tous deux un facteur àq puissance égal a l'unité, la . -G: "1""..-,4...) >1 \...'t. #'-"t ", ¯ ¯ ¯ . ¯ < a.i:i$4.oJL'\q,U 0 m:#ant .
EU:'J.tre' e.es deux circuits sera indd.':Penda.nta W ". '4,q uYy.. ? Jn-' ¯ h :...>ç.'4'i,"""'\t;-.'t-...';(,' .\4 "-""'t"...."',,, '. = , ...... d9 lq fréquenoe d11 ',0 QI11'ant,la précision de l'appareil ne sera
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donc pas altérée paroles variations de fréquence du courant @ inconnu.On doit également remarquer que,l'appareil mesure la racine de . la valeur moyenne du carré de l'intensité du courant dans le shunt,tandis qu'il mesure la racine de la valeur moyenne du carré de la force électro-motrice appliquée aux bornes T1 et T2.
On a trouvé que,bien que l'appareil puisse être construit très solidement et très robuste, sans aucune partie délicate dont l'ajustage puisse facilement se dérégler,il peut fournir une plus grande sensibilité qu'une forme quelconque d'appareil de mesure n'utilisant pas une source d'énergie locale,qu'on peut actuellement se procurer dans le commerce.un appareil de mesure suivant l'invention ne nécessite ni batterie externe ni conditions spéciales avec source d'énergie auxiliaire pour la calibrer.En outre,un appareil suivant l'invention, de manipulation facile, mesurera soit la force électro-motrice soit l'intensité d'un courant alternatif d'une valeur quel- conque à partir d'une valeur inférieure à celle pour laquelle les ampèremètres portatifs sont actuellement construits,
et cela jusqu'à des valeurs tellement élevées qu'elles ne sont limitées que par le chauffage et la poids des résistances en série ou de shunt utilisées avec l'appareil.Dans l'emploi comme voltamètre pour courant laternatif, les ohms par volt peuvent être environ cent fois plus élevés que dans les instru- ments dynamoétryques à haute résistance actuellement sur la marché, et dans l'emploi comme ampèremètre pour courant alternatif,la/résistance de l'instrument est environ trente fois plus* basse que celle d'un ampèremètre pour courant alterna-* tifs du commerce.
Un appareil suivant l'invention n'a aucune partie rapidement périssable, le calibrage est permanent,et l'instrument a une grande possibilité de surcharge momentanée, cette dernière caractéristique constituant un avantage impor- tant lorsqu'on mesure de très petites quantités électriques,
Bien qu'une seule forme d'appareil de mesure suivant l'in-
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vention atun.ev.é,"vàr..é ,ixtt été décrites et représen - .-"= " ' , .ô...'> =, " . tést onTrgometd que, divers changements et modifications peu- vent y être apportés sans sortir du cadre et-de l'esprit de l'invention.
R é s u m é.
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.. y 1t rvc il # inveat o4i a pour objet un appareil de mesure pour ooi7gt, aiteepatig qt elle porte uap ou plusieurs des parti- suivantes$ 1 la 5a ot.bixa,ison, cltun Instrpnent disposé pour mesurer du courant continu avec un redresseur du type à oxyde métal- lique y connecté.
2 La graduation de l'échelle de l'instrument à courant continu 'de telle sorte qu'elle indique la racine carrée du courant fourni à l'instrument par le redresseur.
3 La'prévision d'une résistance réglable pour compenser les effets de variation de température sur les éléments du redresseur,
4 La prévision d'une résistance réglable pour compenser les variations .de,-fréquence dans la force électro-motrice alternative impartie au redresseur.
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50 La prévision d'un mvltipliate= 4 résistance pour varier '1! échelle de l'instrument.
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