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"Transmetteur inductif de valeurs mesurées".
L'invention concerne un transmetteur inductif de valeurs mesurées caractérisé en ce qu'il comporte deux bobines plongeantes, connectées électriquement en opposition, disposées sur un fléau de balance commun, et plongeant alternativement dans deux entre- fers, la largeur de l'enroulement des bobines plongeantes étant plus grande que celle des pôles de l'entrefer et la surface des enroulements étant rectangulaire, les longs côtés de cette surface plongeant dans les entrefers, de façon à exposer à l'action de la variation de champ la plus grande fraction possible de la longueur des enroulements.
Sur le dessin ci-joint, qui représente à titre d'exemple
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une forme de réalisation de l'invention : la figure 1 est une élévation avec coupe partielle, la figure 2 est une vue en plan, la figure 3 est une élévation latérale, la figure 4 est une vue en plan d'une partie de la figure 1, la figure 5 représente un diagramme.
Suivant la figure 1, une bobine plongeante de gauche 1 et une bobine plongeante de droite .2 sont fixées par des supports isolants respectifs 3 et *±, sur le fléau 1 d'une balance monté à rotation autour d'un axe 6. Le courant arrive aux deux bobines plongeantes par deux ressorts 7,8 et par des fils de connexion 9, 10 et 11. Chaque bobine a une forme rectangulaire en coupe transversale et plonge par les surfaces de ses longs côtés de son enroulement dans un entrefer. Les entrefers sont fournis par deux noyaux de fer 12, 13 en forme de E, qui sont maintenus dans les positions représentées en face l'un de l'autre au moyen de vis 14 par des plaques d'écartement parallèles 15,16.
Les noyaux de fer 12, 13 sont excités chacun par des bobines d'excitation respectives 17 et 18, disposées sur le noyau de fer intermédiaire et connectées en série avec un réseau non représenté. L'axe 6 du fléau de balance est monté dans une pièce de portée spéciale 19 qui est réunie par deux vis 20 avec les plaques d'écartement 15, 16. Les deux ressorts d'amenée du courant 7,8 sont fixés sur la même pièce de portée 19 avec interposition, d'une pièce isolante 21. Un galet 22 est calé au milieu de l'axe 6 et un petit ruban métallique 23, dont l'extrémité supérieure est fixée par une vis 24 sur un méplat du galet 22, peut s'enrouler et se dérouler sur ce galet.
L'extrémité inférieure du petit ruban mé- tallique 23 est serrée par des petites plaques 25 et des vis 26 sur un ressort 27 en forme de plaque, qui est fixé par des vis 28 avec rondelles d'écartement 29 intercalées entre un socle 30
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et les plaques d'écartement 15, 16. La plaque 27 est représentée en plan sur la figure 4. Des tôles de protection respectives 31, 32. en forme d'étrierséont fixées sur les noyaux de fer 12 et 13 et servent à protéger les bobines plongeantes délicates 1 et 2.
En outre des tôles de dispersion respectives 33 et 34 peuvent être serrées au moyen d'une des/vis il+- sur chacun des noyaux de fer. Ces tôles de dispersion servent à compenser ultérieurement les légères irrégularités de construction et de forme des enroulements des bobines plongeantes et les différences des dimensions des entrefers On remarquera que les entrefers sont relativement petits, et qu'il a été possible de leur donner ces faibles dimensions en fabriquant les bobines plongeantes sous forme de bobines en porte-à-faux, c'est-à-dire ne comportant pas de corps de bobine, en collant leurs enroulements. qui
Les figures 2 et 3/sont des vues en plan et en élévation latérale comportent les mêmes numéros de référence que la figure 1 et par suite n'ont pas besoin de description spéciale, car au- cune pièce nouvelle n'y apparaît.
Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant :
Les bobines d'excitation 17, 18 des deux noyaux de fer 12, 13 sont à la tension du réseau et engendrent dans chacun des quatre entrefers un champ magnétique. Les quatre longs côtés des surfaces des enroulements des bobines plongeantes 1 et 2 plon- gent dans ces entrefers et les conditions sont choisies de façon à faire plonger profondément dans l'entrefer la bobine plongeante 1 dans la position de repos du fléau 1 de balance, tandis que la bobine plongeante .2 émerge fortement de l'entrefer correspondant.
Cette position des bobines plongeantes est déterminée par l'action antagoniste d'une part des ressorts d'amenée du courant le 1 et d'autre part de la plaque élastique 27 et est choisie de façon à ne pas faire sortir les bobines plongeantes de la zône d'action
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des pièces polaires, sans quoi la relation entre les tensions in- duites dans les bobines 1 et 2 et l'amplitude de l'oscillation du fléau de balance ne serait pas linéaire. Ces conditions sont indiquées plus spécialement sur le diagramme de la figure 5 qui représente la variation de la tension U induite dans les bobines 1 et 2 en fonction de l'angle d'oscillation ; du fléau 2 de la balance.
Lorsqu'une des bobines plongeantes se rapproche de l'en- trefer correspondant ,la tension induite U augmente d'abord plus que proportionnellement. Au point A de la courbe, cette bobine plongeante est venue à peu près dans la position en pointillé de la bobine.2 sur la figure 1. Pendant que la bobine continue à plonger, le point figuratif du fonctionnement passe du point A
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?v'l '*e1:f/ ? C/r .xi,x.mxrtemxp.aexuxptxkxau point Je. B de la courbe par l'intermédiaire du point C. La portion AB de la courbe est linéaire. Lorsque la bobine plongeante continue son mouvement, en s'éloignant lentement de l'entrefer, la courbure de'la courbe augmente de nouveau fortement. Si les deux bobines plongeantes sont connectées électriquement en opposition, les tensions qui y sont induites se compensent exactement dans la position horizontale du fléau 2 de la balance.
Le point figuratif de repos commande alors avec le point C. Les deux bobines plon- geantes peuvent être connectées par un montage à manque de courant avec les deux bobines d'intensité d'un relais de wattmètre, par exemple du type de Ferraris. Lorsque le fléau 5 de la balance est horizontal, aucun courant ne passe alors dans ces bobines d'intensité et le disque de Ferraris à contact intermédiaire reste dans une position intermédiaire. Lorsque le fléau de la balance tourne dans un sens ou dans l'autre, un courant dirigé dans un sens correspondant passe dans les bobines d'intensité et fait tourner le disque de Ferraris à gauche ou à droite jusqu'à ce que le contact intermédiaire rencontre le contact extérieur cor- respondant.
Les dispositifs de réglage, etc... peuvent alors être commandés d'une manière connue par l'intermédiaire de ces contacts.
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Le transmetteur inductif des valeurs mesurées décrit ci- dessus fonctionne évidemment en combinaison avec un dispositif explorateur, qui peut être en principe d'un type quelconque. Le mouvement de ce dispositif, étant par exemple un mouvement de translation,est transmis aux bobines plongeantes, dans la directe de la flèche de la figure lpar l'intermédiaire de la plaque élas- tique 27, ou,si ce mouvement est un mouvement de rotation, par un accouplement avec l'axe de rotation 6. Etant donné que le transmetteur ne comporte pas de fer dans sa partie mobile, le/seul effort à exercer par le dispositif tâteur est celui qu'exerce le champ d'excitation sur les bobines plongeantes, à part les efforts de frottement et les efforts élastiques qui existent dans tous les cas.
Etant donné que la puissance induite dans les bobines plongeantes est extrêmement faible, l'effort nécessaire au mou- vement du fléau de la balance est également faible. La forme par- ticulièrement avantageuse du dispositif choisi résulte du fait que la puissance de mesure dépend d'une part de la tension induite dans les bobines plongeantes et d'autre part des pertes chimiques dans ces bobines. Pour une valeur maximum donnée de l'induction de l'entrefer et une surface polaire donnée, la forme rectangu- laire choisie des bobines dont les surfaces des enroulements 'sont plus larges que les pièces polaires,a pour effet d'exposer aux variations de champ, la plus grande fraction possible de la longueur des enroulements des bobines plongeantes.
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"Inductive transmitter of measured values".
The invention relates to an inductive transmitter of measured values characterized in that it comprises two plunging coils, electrically connected in opposition, arranged on a common balance beam, and plunging alternately into two gaps, the width of the winding of the plunging coils being larger than that of the poles of the air gap and the surface of the windings being rectangular, the long sides of this surface plunging into the air gaps, so as to expose to the action of the variation of field the largest possible fraction the length of the windings.
In the attached drawing, which shows by way of example
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one embodiment of the invention: Figure 1 is an elevation in partial section, Figure 2 is a plan view, Figure 3 is a side elevation, Figure 4 is a plan view of part of the Figure 1, Figure 5 shows a diagram.
According to Figure 1, a left plunging coil 1 and a right plunging coil .2 are fixed by respective insulating supports 3 and * ±, on the beam 1 of a balance mounted to rotate around an axis 6. The current arrives at the two plunging coils by two springs 7,8 and by connecting wires 9, 10 and 11. Each coil has a rectangular shape in cross section and plunges through the surfaces of its long sides of its winding into an air gap. The air gaps are provided by two E-shaped iron cores 12, 13, which are held in the positions shown opposite each other by means of screws 14 by parallel spacer plates 15,16.
The iron cores 12, 13 are each excited by respective excitation coils 17 and 18, arranged on the intermediate iron core and connected in series with a network not shown. The axis 6 of the balance beam is mounted in a special bearing part 19 which is joined by two screws 20 with the spacer plates 15, 16. The two current supply springs 7,8 are fixed on the same. bearing part 19 with the interposition of an insulating part 21. A roller 22 is wedged in the middle of the axis 6 and a small metal tape 23, the upper end of which is fixed by a screw 24 on a flat of the roller 22 , can be rolled up and unrolled on this roller.
The lower end of the small metal strip 23 is clamped by small plates 25 and screws 26 on a spring 27 in the form of a plate, which is fixed by screws 28 with spacers 29 interposed between a base 30
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and the spacer plates 15, 16. The plate 27 is shown in plan in FIG. 4. Respective protective plates 31, 32. in the form of stirrups are fixed on the iron cores 12 and 13 and serve to protect the iron cores. delicate plunge coils 1 and 2.
In addition respective dispersion plates 33 and 34 can be clamped by means of one of the / screws il + - on each of the iron cores. These dispersion sheets serve to compensate subsequently for the slight irregularities in the construction and shape of the windings of the plunging coils and the differences in the dimensions of the air gaps. It will be noted that the air gaps are relatively small, and that it has been possible to give them these small dimensions. by manufacturing the plunging coils in the form of cantilever coils, that is to say not comprising a coil body, by gluing their windings. who
Figures 2 and 3 / are plan and side elevational views have the same reference numerals as in Figure 1 and therefore need no special description as no new parts appear therein.
The operation of the device described above is as follows:
The excitation coils 17, 18 of the two iron cores 12, 13 are at network voltage and generate a magnetic field in each of the four air gaps. The four long sides of the surfaces of the windings of the plunging coils 1 and 2 plunge into these air gaps and the conditions are chosen so as to make the plunging coil 1 plunge deeply into the air gap in the rest position of the balance beam 1, while the plunging coil .2 strongly emerges from the corresponding air gap.
This position of the plunging coils is determined by the antagonistic action on the one hand of the current supply springs 1 and on the other hand of the elastic plate 27 and is chosen so as not to cause the plunging coils to come out of the action area
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pole pieces, otherwise the relation between the voltages induced in coils 1 and 2 and the amplitude of the oscillation of the balance beam would not be linear. These conditions are indicated more specifically on the diagram of FIG. 5 which represents the variation of the voltage U induced in the coils 1 and 2 as a function of the angle of oscillation; flail 2 of the scale.
When one of the plunging coils approaches the corresponding gap, the induced voltage U first increases more than proportionally. At point A of the curve, this plunging coil has come roughly in the dotted position of the coil.2 in figure 1. As the coil continues to dive, the figurative point of operation passes from point A
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? v'l '* e1: f /? C / r .xi, x.mxrtemxp.aexuxptxkx at point I. B of the curve via point C. The AB portion of the curve is linear. As the plunging coil continues to move, slowly moving away from the air gap, the curvature of the curve again increases sharply. If the two plunging coils are electrically connected in opposition, the voltages which are induced therein compensate exactly in the horizontal position of the beam 2 of the balance.
The figurative point of rest then controls with point C. The two plunging coils can be connected by a circuit with a lack of current with the two current coils of a wattmeter relay, for example of the Ferraris type. When the beam 5 of the balance is horizontal, no current then passes through these current coils and the intermediate contact Ferraris disc remains in an intermediate position. When the balance beam turns in one direction or the other, a current directed in a corresponding direction passes through the current coils and causes the Ferraris disc to turn left or right until the intermediate contact meets the corresponding external contact.
The adjustment devices, etc ... can then be controlled in a known manner via these contacts.
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The inductive transmitter of the measured values described above obviously works in combination with a scanning device, which can in principle be of any type. The movement of this device, being for example a translational movement, is transmitted to the plunging coils, in the direct direction of the arrow of FIG. 1, by means of the elastic plate 27, or, if this movement is a movement of rotation, by a coupling with the axis of rotation 6. Since the transmitter does not include iron in its moving part, the / only force to be exerted by the feeling device is that exerted by the excitation field on the plunging coils, apart from the friction forces and the elastic forces which exist in all cases.
Since the power induced in the plunging coils is extremely low, the force required for the movement of the balance beam is also low. The particularly advantageous form of the device chosen results from the fact that the measurement power depends on the one hand on the voltage induced in the plunging coils and on the other hand on the chemical losses in these coils. For a given maximum value of the air gap induction and a given pole area, the chosen rectangular shape of the coils whose winding surfaces' are larger than the pole pieces, has the effect of exposing to variations in field, the largest possible fraction of the length of the windings of the plunging coils.