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Instrument de mesure de courant alternatif.
Pour la mesure de grandeurs de courant alternatif, les instruments de mesure Ferraris (instrument de mesure à champ tournant) ont joui jusqu'à présent de la plus grande vogue, parce qu'ils n'exigent pas d'amenée de courant au système mobile et peuvent se construire de façon particulièrement robuste et permettant une surcharge. Leurs inconvénients sont toutefois une consommation tropélevée et une forte dépendance des variations de température, défauts qui ne peuvent être éliminés que par des montages particuliers et encore seulement en partie. Pour ces raisons l'emploi des instrumenta de mesure Ferraris 'a été abandonné malgré leurs avantages.
On a déjà occasionnellement fait la proposition de remplacer le corps moteur de Ferraris par
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un corps en une matière hystérétique. On s'efforçait alors de conserver la construction extérieure, en particulier du champ magnétique, de façon que les lignes de force traver- sent radialement le corps moteur en matière hystérétique.
Ceci conduit toutefois à une action telle sur le rotor de l'instrument que son réglage sûr est impossible ou diffi- cile. Il en est ainsi notamment parce que l'on était d'avis qu'on devait, en vue de la production d'un couple moteur. suffisant, employer une induction élevée (environ de la valeur de 2000 gauss). Les forces de traction se présentant dans ce cas sur le rotor ont une action tout à fait défa- vorble.
La présente invention se rapporte à un instrument de mesure de courant alternatif comportant un rotor monté de façon à tourner en va-et-vient à l'intérieur d'un champ tournant. Il est proposé, suivant la présente invention, de disposer les pôles de la carcasse magnétique produisant deux flux de force décalés l'un par rapport à l'autre, de t elle manière en forme de cercle en, répartition sur la bobi- ne excitatrice annulaire, que les lignes de force s'éten- dent essentiellement le long de la périphérie du rotor fait en matière hystérétique ou garni d'une semblable matière.
Cette disposition a l'avantage, par suite de l'absence d'une traversée radiale du rotor par les lignes de force, que les forces de traction sur le rotor,qui rendent le réglage dif- ficile, disparaissent complètement. La consommation propre d'un semblable appareil est très minime, elle est encore inférieure â celle des instruments de mesure à fer doux.
Un avantage important est que l'influence de la température est tout à fait négligeable vu que les propriétés hystéré- tiques ne varient pas essentiellement en cas de fluctua- tions de la température. En comparaison des appareils de me-
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sure à fer doux, on constate encore l'avantage que l'appareil suivant la présente invention peut être fait avec un angle de l'échelle allant jusqu'à 300 .
On a trouvé particulièrement avantageux de maintenir l'induction aussi petite que possible, ce qui est immédia- tement possible sans empêcher la naissance d'un couple suf- fisant. On obtient une minime induction par exemple par le fait que le rotor est fait d'un anneau d'acier tourné à l'épaisseur d'une feuille de papier et trempé, qui est glis- sé éventuellement sur un corpsde support fait en matière non-magnétique. Le même résultat s'obtient également par exemple, avec une fabrication très simple, par le fait que le rotor est formé d'un corps de base non-magnétique avec un revêtement en matière hystérétique appliqué par projec- tion ou à la manière d'un ruban de magnétophone.
On peut par exemple aussi appliquer de la poudre de fer ou de l'acier au cobalt pulvérisé, moyennant l'emploi d'un liant quel- conque, sur un film de cellulolde ou analogue, en couche mince, et appliquer cette bande sur un corps de base en mé- tal léger ou en matière isolante pressée pour produire ain- si un appareil'de mesure à propriété particulièrement fa - vorablè. Il est en outre possible par exemple très facilement de produire un appareil de mesure de courant alterna- tif à induction minime et à couple suffisant malgré cela, .par le fait que le rotor est formé d'un corps de base non magnétique sur lequel est enroulé en hélice un mince fil d'acier.
On obtient de cette manière et de la manière men- tionnée plus haut une répartition complètement uniforme de la matière hystérétique sur la périphérie du rotor.
La constitution de l'instrument de mesure suivant la présente invention a une,certaine analogie avec de petits moteurs synchrones qui sont employés par exemple pour la commande de mécanismes d'horlogerie. Outre la différence
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fondamentale qui consiste en ce que le système mobile de l'appareil de mesure ne tourne pas an synchronisme mais exécute seulement une déviation de 3000 au maximum, les moteurs synchrones possèdent une induction beaucoup plus grande, tandis que l'instrument de mesure suivant la présente invention permet. d'éviter avec une minime induction toutes les forces de traction perturbatrices 'qui pourraient nuire aux résultats des mesures par des influences de frottement.
Au point de vue de la répartition de la matière hystérétique sur le rotor, on observe encore une différence dans l'objet de l'invention par rapport aux moteurs synchrones. Dans ces derniers, il y a toujours des défauts d'uni- formité de répartition, qu'ils consistent même seulement en la conformation d'un joint, pour maintenir le rotor en marche en synchronisme en cas de fluctuatiom de la charge.
Dans l'objet de l'invention, au contraire, tout défaut d'uniformité dans la répartition de la matière hystérétique provoquerait une distorsion de la graduation de l'échelle, la déviation serait irrégulière suivant qu'une plus grande quantité de matière hystérétique se trouve devant un pôle ou un intervalle entre des pôles.
Le dessin permet de reconnaître les possibilités de réalisation de l'invention- La f ig. 1 montre une coupe et la fig. 2 une vue en plan avec coupe partielle de l'appareil de mesure. La fige 3 représente la coordination des pôles du système magnétique les uns par rapport aux autres.
Les fig. 4 et 5 montrent séparément la conformation du rotor en vue de côté et en vue par le bout.
A l'intérieur du logement 2,3, on a disposé con- centriquement autour de l'axe de rotation 4 du rotor 5 la bo- bine d'excitation annulaire 6 dont le système magnétique se compose de quatre disques 11, 12,13, 14 pourvus de pôles 7,
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8, 9, 10. Le flux de force qui traverse les disques 13,14 passe par les broches en fer 15,16 qui sont entourées d'an- neaux en cuivre 17,le. Comme ces anneaux de cuivre remplis- sent la'fonction d'enroulements en court-circuit, le flux de force dans les disques 13,14 est décalé d'un angle déter- miné par rapport au flux de force dans les disques 11, 12.
Il prend naissance de cette manière, à la périphérie du système magnétique, un champ tournant qui tourne avec une vitesse donnée par le nombre des pôles 7,8,9,10 des disques
11,12,13, 14.
Le rotor 5 en matière non magnétique, dont l'axe de rotation 4 est monté dans des pierres, possède une aiguil- le 20 qui est placée au-dessus d'une échelle indicatrice 19 et se trouve sous l'action d'un ressort 21 qui produit la force de rappel nécessaire. Comme le montrent en particu- lier les fig. 4 et 5, on a enroulé sur la périphérie du rotor
5, dans une rigole s'étendant en hélice, un mince fil 22 en matière hystérétique, La matière doit donner une perte hys- ¯ térétique aussi élevée'que possible et il est indifférent que la matière présente une rémanence élevée avec une minime force coercitive ou inversement une force coercitive élevée avec une petite rémanence.
Les extrémités 23 du fil 22 sont fixées à la périphérie du rotor d'une manière quelconque, par exemple par torsion ou accrochage dans celle-ci.Ces extrémi- tés sont alors repliées latéralement pour assurer lors du mouvement de rotation du rotor 5 une entrée sans choc dans le champ magnétique.
Si la bobine 6 est excitée par un courant alterna- tif, les lignes de force se ferment (voir fig. 3) d'un pôle.
7 du disque 11 par l'entrefer, la matière hystérétique 22 et de nouveau par l'entrefer vers le pôle voisin 9 du disque
12. Il en est de même des lignes de force qui partent des pôles 8 du disque 11 ou des pôles 10 du disque 14. Comme une dispersion considérable des lignes de force par l'air
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se produit, l'induction se présentant dans la matière hystérétique 22 est très minime, elle suffit pour produire, suivant des lois connues un couple provoquant la déviation de l'appareil ae mesure.
Dans l'exemple de réalisation, représenté des fig. 1 à 5, du rotor 5, on peut, par le choix approprié du diamètre du fil 22 ou du pas de l'hélice servant à recevoir ce fil, choisir à volonté la quantité de la matière hystérétique active et l'adapter au couple à produire et à l'intensité de champ existante.
L'appareil de mesure de courant alternatif suivant la présente invention offre des avantages particuliers eu cas d'emploi pour des mesures de nombre de tours. On peut par exemple faire actionner par un moteur tel que celui d'un avion, dont il faut déterminer le nombre de tours, un petit générateur de courant alternatif dont la tension est indiquée par l'appareil de mesure suivant la présente invention, comme étant la mesure du nombre de tours. La résistance élevée aux températures offertes par le nouvel appareil de mesure, sa minime consommation propre et son angle de graduation d'environ 3600 ont alors une action particulièrement avantageuse.
Il est indifférent pour la présente invention que l'on produise de l'une ou de l'autre manière le champ tournant agissant sur le rotor 5. Il serait possible par exemple également de décomposer le courant d'excitation pour la bobine 6 en courants partiels décalés en phase l'un par rapport à l'autre, et de produire de cette manière le champ tournant nécessaire.