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"Installation de mesure à distance fonotionnant d'après le procédé de compensation à impulsions".
Dans la transmission à distance de grandeurs à mesurer suivant la méthode de compensation, un appareil soumis à l'influence du système de compensation règle ordinairement un courant qui est conduit à l'instrument de compensation du sys- tème de compensation et, par l'intermédiaire de la ligne, au système de réception. De tels systèmes de mesure à distance, fonctionnant suivant la méthode de compensation ou suivant la méthode de variation d'intensité, offrent cependant le désavan- tage considérable de ne pouvoir être employés avec tous les genres de lignes de transmission et du fait que la sécurité de la transmission dépend largement de l'état de la ligne utilisée,
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par exemple des défauts d'isolement, de la résistance de la ligne et des dérivations.
Pour cette raison ces procédés de compensa- tion, en dépit d'avantages notables, restent en état d'infériori- té par rapport au procédé à implulsions @
Afin de pouvoir cependant profiter, dans la transmission à distance de grandeurs à mesurer, aussi bien des a- vantages du procédé de compensation que des avantages du procédé à impulsions ; on a déjà proposé d'employer dans la transmission à distance les deux procédés de telle façon que tout en utilisant simultanément les avantages du procédé à impulsions, on élimine les inconvénients décrits du procédé de compensation.
Les procédés de compensation à impulsions qui se sont montées avantageux sont ceux dans lesquels le système de compensation de l'émetteur com- mande un dispositif générateur d'impulsions de façon que des im- pulsions de courant continu ne soient envoyées au poste récepteur qu'en cas de variation de la grandeur à mesurer, les deux séries d'impulsions émises se distinguant l'une de l'autre en ce qui concerne leur signe suivant que la grandeur à mesurer offre une tendance à la descente ou à la montée.
Dans cette installation de mesure à distance travaillant suivant la méthode de compensation à impulsions, on utilise cependant pour l'instrument de mesure du poste d'émis- sion un instrument à index. Il s'agit donc ici de la transmis- sion à distance de l'angle de battement d'un instrument à index.
Mais les instruments à index possèdent en général un couple rela- tivement faible, si bien qu'on ne saurait obtenir que difficile- ment aveceux une mesure à dis tance de fonctionnementsûr et irréprochable. En outre, l'emploi d'un instrument à index suppo- se une construction du système de compensation qui est relative- ment compliquée et offre aussi des inconvénients en ce qui con-
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cerne sa séourité de fonctionnement. C'est ainsi par exemple qu'il est nécessaire, pour la compensation de la grandeur à mesurer à transmettre à distance, d'employer une balance de contact, qui est influencée non seulement par l'instrument de compensation, mais encore par l'instrument à index.
La balance de contact ne peut donc, si l'on ne veut pas être obligé de charger par trop forte- ment l'instrument à index, être construite de manière suffisam- ment robuste. Cependant, les contacts de la balance sont fortement sollioités, parce qu'ils doivent commuter fréquemment, en sorte que s'ils ne sont pas dimensionnés de façon à être assez forts, leur durée d'existence est faible. En outre, une balance de contact qui ne travaille pas d'une manière irréprochable a une influence g fâcheuse sur la précision de mesure.
Dans la plupart des cas, l'instrument à index du système de compensation de l'émetteur sera un instrument élec- trique. Dans ce cas interviennent encore les inconvénients inhé- rents aux instruments électriques à index. S'il s'agit par exem- ple de la transmission d'une puissance électrique, il sera peu indiqué d'employer un wattmètre de Ferraris en raison de sa forte dépendance à l'égard de la température, en raison de son faible couple et d'autres propriétés fâcheuses. Dans ces wattmètres, il ne s'agit pas, en outre, d'un article expressément fabriqué en série, si bien que ces appareils sont encore relativement coûteux.
L'invention est relative à une installation de mesure à distance fonctionnant suivant le procédé de compensa- tion à impulsions, dans laquelle un système de compensation de l'émetteur commande un dispositif générateur d'impulsions de tel- le façon que des impulsions ne soient émises vers le poste de ré- ception qu'en cas de variation de la grandeur à mesurer, les deczx séries d'impulsions émises de distinguant l'une de l'autre quant au genre, suivant que la grandeur à mesurer offre une/tendance
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à la descente ou à la montée.
Suivant l'invention, les inconvénients indiqués des installations de mesure à distance d'un genre ana- logue sont évités par le fait qu'un dispositif du système de com- pensation de l'émetteur, dispositif qui réagit à la différence des vitesses d'un instrument rotatif de mesure et de compensation, com- mande, en dehors de l'appareil qui règle le courant de compensa- tion pour l'instrument de compensation, également le dispositif généraleur d'impulsions qui provoque les deux séries d'impulsions d'un genre différent, et que, suivant le sens de la différence de vitesse du dispositif à différentiel, c'est chaque fois l'une ou l'autre série d'impulsions qui est transmise à distanoe et qui agit sur un dispositif à différentiel du récepteur qui influen- ce le dispositif indiquant ou intégrant la grandeur dé vitesse transmise à distance.
Pour l'instrument de mesure du système de compensation de l'émetteur de cette installation de mesure à dis- tance, on n'emploie donc pas un instrument à index, mais un ins- trument de mesure rotatif. Or, en ce qui concerne les instruments de mesure rota-tifs, il s'agit, en particulier lorsqu'on fait usa- ge des compteurs d'électricité, d'instruments qui ont été remar- quablement étudiés au point de vue technique, qui ont fait l'ob- jet d'essais très poussés et qui sont fabriqués en série. Ils offrent donc une sécurité de fonctionnement, une précision de me- sures et un bon marché suffisants à tous,égards. De même les pro- cédés de compensation à impulsions, qui emploient un système de compensation rotatif à l'émetteur, n'ont pas les inconvénients des procédés d'un genre analogue connus jusqu'ici.
Dans un mode d'exécution, le dispositif à différentiel du système de compensation de l'émetteur peut con- tenir un différentiel dont les roues centrales sont entraînées en sens inverse par l'instrument rotatif de mesure ou de com-
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pensation, et dont l'axe des roues satellites entraîne l'appareil de réglage pour le courant de compensation et le dispositif gé- nérateur d'impulsions. Les impulsions des deux séries engendrées par le dispositif générateur d'impulsions peuvent être soit des impulsions de courant alternatif, soit des impulsions de courant continu, qui se différencient les unes des autres par leur fré- quence ou par leur polarité.
Sur le dessin, on a représenté un mode d'exé- cution de l'invention ; il s 'agit d 'une installation de mesure à distance, dans laquelle on doit transmettre à distance la puis- sance d'un réseau électrique de consommation.
Le poste d'émission I contient un compteur d'électricité 1 servant d'instrument de mesure, un compteur d'élec- tricité 2 servant d'instrument de compensation, un dispositif à différentiel 3, un potentiomètre 4, un dispositif générateur d'impulsions 5 et deux sources de courant alternatif 6,7.
Un différentiel 8 du dispositif à différen- tiel 3, est relié, par sa roue centrale 9, au compteur de mesure -1 par l'intermédiaire d'un renvoi 10, d'un dispositif de commande 11, d'un renvoi 12 et par sa roue centrale 13 au compteur de com- pensation2 par l'intermédiaire d'un dispositif de commande 15, d'un renvoi 16, et par l'axe 17 de ses roues satellites à un contact tournant 18 du potentiomètre 4 et, par l'intermédiaire du renvoi 20 au dispositif générateur d'oscillations 5. Les renvois 10 et 14 du dispositif à différentiel 3 sont encore accouplés chacun avec un moteur auxiliaire 23,24 par l'intermédiaire de renvois 21,22.
Les dispositifs de commande 11,15 qui ont pour but de décharger les compteurs 1,2 du travail d'entraîne- ment pour le dispositif à différentiel 3, peuvent être agencés en dispositifs de commande à marche réguliers ou à rattrapage.
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Si, par exemple, on emploie pour le dispositif de commande 11 un dispositif à rattrapage, les phénomènes sont les suivants : lorsqu'une pièce du dispositif de commande 11, entraînée par le compteur de mesure 1, est déplacée d'une quantité qui corres- pond à la grandeur de la vitesse, alors une pièce du dispositif de commande 11, entraînée par le moteur auxiliaire 23, subit un déplacement de rattrapage de la même quantité, ce déplacement étant transmis à l'axe 17 des roues satellites par l'intermédiaire du renvoi 10 et de la roue centrale 9. Le dispositif de commande 11 est construit de telle façon que le moteur auxiliaire 23 n'exerce pratiquement aucun couple de réaction sur le compteur 1.
De la sorte, le compteur 1 ne sert qu'à la commande, tandis que le moteur 23, commandé par le dispositif de commande 11, as- sume l'entraînement du dispositif à différentiel 3. L'entraîne- ment du dispositif à différentiel par les moteurs 25,24 se fait de telle façon que les roues centrales 9,13 du différentiel 8 tournent en sens inverse. L'axe 17 des roues satellites du diffé- rentiel 8 tourne donc dans un sens ou dans l'autre suivant celle des deux roues centrales 9,13 qui possède la plus grande vitesse.
Etant donné que les dispositifs de commande destinés à décharger les compteurs ont été déjà universellement connus dans les modes d'exécution les plus différents, on ne les a représentés sur les dssins que d'une manière purement schématique par des rectangles.
Le dispositif générateur d'impulsions 5 offre deux émetteurs d'impulsions qui contiennent chacun un col- lecteur 27,28 et deux paires de balais 29,30 reposant sur lui et reliées chacune par conductibilité à l'une des deux sources 6,7 de courant alternatif. Le dispositif générateur d'impulsions 5 est agencé de telle façon que, dans un sens de rotation de l'axe des roues satellites du dispositif à différentiel 3, c'est
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l'émetteur d'impulsions 25, et, dans l'autre sens de rotation de l'axe des roues satellites, c'est l'émetteur d'impulsions 26 qui entre en action. De ce fait, on obtient que dans le premier cas des impulsions de courant alternatif à 50 périodes, et, dans l'au- tre cas, des impulsions de courant alternatif à 150 périodes soient émises.
Sur le dessin, on reconnait au moyen de flèches subor- données aux collecteurs 27,28, pour quel sens de rotation les émet- teurs d'impulsions 25,26 entrent en action. Cette entrée en ac- tion des deux émetteurs d'impulsions 25,26 ne ressort cependant pas du dessin. Mais une représentation plus détaillée ne parait pas nécessaire , car le fonctionnement des émetteurs d'impulsions 25,26 suivant le sens, est facile à obtenir par des mesures spé- ciales.
An poste récepteur II, on a aussi prévu un dispositif à différentiel qui contient également des éléments et des pièces de mécanisme analogues à ceux que présente le dispo- sitif à différentiel 3 du poste émetteur. J'est pourquoi sur le dessin, les pièces identiques à celles du dispositif émetteur ont été munies des mêmes références qui, pour les distinguer pré- sentent l'indice supplémentaire 1.
Les renvois 121, 161 sont en outre accouplés chacun avec une roue d'échappement 31 ou 32 d.'un mécanisme d'é- chappement 33 ou 34 dont l'organe de déclenchement 35 ou 36 est relié à une armature 39 ou 40 soumise à la traction d'un res- sort 37 ou 38, d'un relais à impulsions 41 ou 42. Les deux re- lais à impulsions 41,42 sont agencés en relais à fréquence, le relais à impulsions 41 réagissant à la fréquence 50 et le relais à impulsions 42 à la ferquence 150.
L'axe des roues satellites 171 est relié non seulement au contact tournant 181 du potentiomètre 41, mais
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encore à un index 44 mobile sur une graduation 43, Le courant ré- glé par le potentiomètre 41 est amené à un compteur d'électricité 21 indépendant de la tension.
En cas d'une variation de la grandeur de la vitesse, par exemple en cas d'une chute de puissance, le compteur de mesure 1 tournera plus lentement. Le dispositif de commande 11 soumis à l'influence du compteur de mesure 1 commandera alors le moteur auxiliaire 23 de façon que la vitesse transmise la roue centrale 9 du différentiel 8 reste en arrière de la vitesse de la roue centrale 13, vitesse qui provient du compteur de compensation 2, en sorte que l'axe des roues satellites 17 précédemment arrê- té, tournera dans un sens qui correspond au sens de rotation du compteur de compensation 2.
Si l'on admet que le disque de Ferraris du compteur de compensation 2 tourne dans le sens de la flèche, le contact tournant 18 du potentiomètre 4 se déplacera vers la gau- che et l'émetteur d'impulsions 25 entrera en action. Ce déplace- ment du contacttournant 18 di potentiomètre 4 vers la gauche a pour effet que le compteur de compensation 2 reçoit moins de courant et par suite marche un peu plus lentement.
Etant donné que dès lors l'émetteur d'impul- sions 25 se trouve en action, des impulsions de courant alterna- tif de la fréquence 50 sont transmises vers le poste de réception.
Ces impulsions feront donc réagir le relais à impulsions 41 ac- cordé sur le courant alternatif à 50 périodes. Chaqueimpulsion provoque alors une brève libération de la roue d'échappement 31 du mécanisme d'échappement 33, en sorte que le moteur auxiliaire 231 fait tourner d'une dent, par l'intermédiaire du dispositif de commande 11, la roue d'échappement 31, et aussi la roue cen- trale 91 du mécanisme à différentiel 81 d'une quantité corres-
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pondante. Cette quantité de mouvement est alors transmise à l'axe 171 des roues satellites, en sorte que de nouveau l'index 44, ainsi que le contact tournant 181 du potentiomètre 41 se déplacent d'une manière correspondante vers la gauche.
L'index don- ne alors la grandeur mesurée par le compteur de mesure 1 du poste émetteur I, tandis que le compteur 21 du poste récepteur II tour- ne plus lentement par l'action du courant inférieur désormais réglé par le potentiomètre 41 et intègre ainsi également dans un compteur la valeur à mesurer transmise à distance.
Le déplacement de l'index 44 et des contacts tournants 4,41 des potentiomètres 18,181 du poste émetteur et du poste récepteur se produit jusqu'à ce que la vitesse du compteur de compensation 2 du système de compensation de l'émetteur soit égale à celle du compteur de mesure 1. Les deux roues centrales 9,13 du différentiel $ du dispositif à différentiel de l'émet- teur, prennent alors en effet la même vitesse en sorte que l'axe des satellites 17 revient au repos. Peu de temps après la dernière impulsion se produit aussi la transmission du mouvement commandé par le mécanisme d'échappement 33 à l'index 44 et au contact tournant 181 du potentiomètre 4. Au poste récepteur on obtient ainsi aussi bien une indication qu'une intégration de la valeur mesurer transmise à distance.
Le retard des indications des instruments récepteurs est très faible et il ne comporte que des fractions d'une seconde. Plus avantageusement, on fait fonctionner le dis- positif générateur d'impulsions 5 de telle façon qu'en cas d'une variation de 1% de la grandeur de la vitesse une impulsion est émise, en sorte que pour une charge de 100 %, 100 impulsions sont émises. Ce rythme d'impulsions suffit complètement, dans le cas présent, pour une mesure à distance suffisamment exacte.
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Les phénomènes se passent d'unie manière sem- blable en cas de puissance croissante mesurée par le compteur de mesure 1 du poste émetteur. Dans ce cas, la roue centrale 9 du différentiel 8 entraînée par le compteur de mesure 1, tournera plus vite que la roue centrale 13 commandée par le compteur de compensa- tion 2. Le contact tournant 1$ du potentiomètre 4 de l'émetteur se déplacera donc dès lors en sens inverse du sens précédent et en outre l'émetteur d'impulsions 26 provoquera la production et l'émission d'impulsions de courant alternatif de ]La fréquence 150.
,Au poste de réception II, le relais de fréquence 42 accordé sur la fréquence de 150 sera donc excité et ainsi l'index 44, ainsi que le contact tournant 181 du potentiomètre 41 du récepteur se déplacera en sens inverse au sens précédent, c'est-à-dire vers la droite. La valeur de mesure plus élevée est alors indiquée par l'index 44 et intégrée par le compteur d'électricité 21.
Afin due le résultat de mesure ne soit pas faussé par des impulsions perturbatrices qui pourraient intervenir éventuellement, on peut avantageusement mettre hors-circuit le compteur de mesure 1 au moyen d'un commutateur commandé par une horloge oommutatrice. Le compteur de compensation 2 qui marche alors seul, amène dans ce cas le contact tournant du potentiomè- tre 4 à la position zéro. D'une manière semblable se produit na- turellement aussi un rappel, provoqué par le compteur 21, du con- taot tournant du potentiomètre 4 jusqu'au zéro au poste xécepteur, Après la correction,toute 1-'-installation arrive au repos. En oas de mise en circuit du compteur de mesure 1, la mesure à distance de la grandeur à transmettre se fait de la manière normale.
Cette correction de l'installation peut, suivant les circonstances, se faire une ou plusieurs fois par jour.
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Bien entendu,à la place d'une puissance élec- trique, on peut transmettre à distance une autre grandeur élec- trique quelconque. C'est ainsi, par exemple qu'il est possible aus- si de transmettre la puissance apparente d'un réseau électrique de consommation. Pour cette opération , on procède de préférence de la manière suivante : les impulsions, aussi bien celles qui correspondent à la composante efficace que celles qui correspon- dent à la composante déwattée, sont transmises séparément, xxx chacune à l'aide d'un système decompensation de l'émetteur, du poste émetteur au poste récepteur, et actionnent au poste récep- teur chacune un différentiel dont les axes de satellites agissent sur despotentiomètres.
Les courants réglés par cespotentiométres sont alors conduits à des compteurs indépendants de la tension qui actionnent un mécanisme réuni à un compteur et faisant la som- me géométrique de la composante efficace et de la composante dé- wattée ; pour ce mécanisme, on peut utiliser par exemple les dis- positifs à différentiel connus avec différents rapports de trans- mission et des mécanismes de rattrapage. Au poste,récepteur, on peut alors enregistrer aussi bien la consommation efficace et la consommation déwattée, que la consommation apparente.
Avec l'installation de mesure à distance conforme à la présente invention, on peut naturellement,aussi transmettre à un poste récepteur les consommations apparentes de plusieurs postes de mesure éloignés les uns des autres et les y additionner. Les impulsions qui correspondent à la composante efficace de chaque poste émetteur agissent alors sur les roues centrales d'un dispositif à différentiel additionneur composé de plusieurs différentiels et, d'une manière analogue, les impul- sions qui correspondent à la composante déwattée dechaque poste émetteur agissent sur un autre dispositif à différentiel addi-
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tionneur. Your former la consommation apparente totale, les deux dispositifs à différentiels additionneurs agissent, comme pour la mesure isolée, sur les dispositifs de mesure qui suivent.
La nouvelle installation de mesure à distance se prête naturellement -tout aussi bien à l'addition d'autres gran- deurs.Il est évident qu'elle rend possible la transmission à dis- tance de tous les genres de grandeur à mesurer, donc aussi bien des grandeurs physiques que mécaniques. si on ne peut pas faire agir la grandeur à mesurer directement sur l'instrument de mesure rotatif, il est nécessaire de la transformer d'une manière appro- priée quelconque. Dans le mode d'exécution de la nouvelle instal- lation de mesure à distance représentée sur le dessin, on peut naturellement remplacer les instruments et éléments employés par d'autres appareils agissant d'une manière équivalente.
Ainsi, à la place du potentiomètre, on peut faire intervenir encore un autre élément par exemple un régulateur d'induction, provoquant le changement d'état d'un circuit.