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ELEKTRO-WERKSTATTEN BENEDIKT & JAGER, résidant à Vienne, APPAREIL POUR LA MESURE DES PROPRIETES MAGNETIQUES DE TOLES AIMANTEES PAR DU
COURANT ALTERNATIF,
Les dispositifs connus de mesure des propriétés magnétiques de tôles.) ne nécessitant pas des paquets complets de tôles, aimantées par du courant alternatif ne peuvent atteindre qu'imparfaitement la forme sinusoi- dale cherchée pour l'induction, parce que la tôle soumise à l'examen a une caractéristique différente des inévitables lignes de dispersion, et en outre parce que la chute de tension dans les enroulements d'aimantation connectés à une tension sinusoïdale provoque des différences.
La dispo- sition des culasses utilisées dans les instruments connus servant à pro- duire l'aimantation ainsi que la disposition des enroulements utilisés pour mesurer le flux de force entraînent des erreurs assez grandes, parce que les mesures comprennent, dans ce cas également, des champs de dispersion, notamment lorsque les instruments servent à faire des mesures sur des feuilles de tôles entières. L'évaluation des résultats des mesures est presque toujours difficile, d'une part, à cause des corrections nécessai- res pour tenir compte des différentes erreurs mentionnées et, aussi, parce que si l'on est intéressé par l'induction, on règle en fait le flux de force.
L'appareil décrit ci-après permet d'obtenir l'allure sinusoï- dale de l'induction dans la tôle à examiner et d'éliminer les champs de dispersion dans les mesures en donnant aux culasses qui servent à produire l'aimantation et aux enroulements qu'elles portent, une conformation appro- priée telle que la mesure indispensable du flux de force soit effectuée à l'exclusion de tous champs de dispersion.
La présente invention consiste substantiellement en ce que les enroulements sont portés par des culasses en U ou en E, entre les pièces polaires desquelles est monté l'échantillon ou éprouvette à examiner. Les instruments de mesure nécessaires peuvent être montés soit dans le circuit
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du courant d'aimantation, soit dans un circuit de courant de réglage du flux de force menté du côté de l'entrée d'un amplificateur. En donnant une forme appropriée à ce circuit, on peut régler le flux de force séparément suivant l'épaisseur de la tôle et l'induction.
L'invention est expliquée en détail dans la description ci-après de divers exemples de réalisation, avec référence au dessin annexé, dans le- quel :
Figure 1 représente le montage le plus simple du dispositif de réglage du flux de force.
Figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention.
Figure 3 représente un schéma de montage de culasse en E.
Figure 4 représente un schéma de montage permettant le réglage du flux de force séparément suivant l'induction et l'épaisseur des tôles.
Dans l'exemple représenté à la figure 1. du dispositif le plus simple de réglage du flux de force, là différence entre la tension fournie par les enroulements 4 et une tension de comparaison "e" servant de mesure (le la valeur que doit avoir le flux de force, est appliquée à l'entrée de l'amplificateur V. Celui-ci fournit le courant pour les enroulements 3 des culasses 2 et règle le flux de force de telle manière que, plus l'amplifica- tion est grande, plus ledit flux correspond exactement, quant à la forme de la courbe et à la valeur, à la tension de comparaison "e", qui peut être ré- glée par exemple au moyen d'un potentiomètre 5.
La puissance nécessaire pour les enroulements d'aimantation peut toutefois être prélevée en partie sur le réseau et en partie sur l'amplificateur qui peut être de dimensions correspondant à une puissance plus faible. Si l'instrument de mesure M repré- senté dans le schéma de montage est un wattmètre, son élongation donne une mesure des pertes spécifiques de la tôle à examiner, l'épaisseur de la tôle devant être prise en considération. Si les mesures sont faites sur des to- les de dimensions quelconques, il se produit des champs de dispersion laté- raux dans la tôle. Mais il faut utiliser un champ aussi homogène que pos- sible pour la mesure et le réglage.
Ce résultat peut être obtenu en dispo- sant les enroulements 4 qui servent à mesurer le flux de force et qui doivent être montés convenablement sur les pièces polaires des culasses, de manière telle qu'ils n'entourent ces derniers que proportionnellement à la partie du flux de force qui forme un champ homogène entre les pôles. A cet effet, comme on le voit en figure 2, les pièces polaires peuvent être divisées par exemple en trois parties par des saignées ou fentes 10 et les enroulements 4 peuvent n'entourer que la partie centrale desdites pièces polaires.
Pour des mesures effectuées avec des intensités de champ relativement grandes, il se produit aussi des champs de dispersion notables dans l'air, d'une part, entre les pôles des culasses parallèlement à la tôle à examiner et d'autre part, aussi à l'extérieur dans laamesure où la tôle est plus grande que les culasses. On peut éliminer de la mesura le champ de dispersion intérieur, en subdivisant les enroulements servant à mesurer le flux de force, en en donnant des dimensions et une disposition appropriées aux différentes parties des enroulements.
En donnant une forme en E aux culasses, on peut empêcher presque complètement le champ de dispersion extérieur lorsque l'aimentation des culasses s'effectue en sens inverses à partir du centre; ce champ peut aussi être totalement éliminé de la mesure si les enroulements qui servent à mesurer le flux de force sont disposés sur les branches centrales des cu- lasses en E.
A la figure 3 on voit une telle disposition des culasses. Les culasses 2 'en E sont excitées par des enroulements 3 de manière telle que la tôle à examiner soit aimantée dans des sens contraires à partir du centre.
Les enroulements 4a. montés très près de la tôle, ont un plus grand nombre de spires que les enroulements 4b, montés à plus grande distance, et en opposi-
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tion par rapport aux précédents. Comme les enroulements 4a et les enroule- ants 4b sont complètement interconnectés en chaîne avec le flux de force à mesurer, mais avec des intensités différentes avec le flux de dispersion,ce dernier flux est éliminé de la mesure lorsque le nombre de spires et la po- sition des bobines sont convenablement choisis. Les enroulements 4 et 4a, 4b, portés par les cul&sses, ne permettent que la mesure du flux, et non celle de l'induction.
Pour permettre le réglage du flux de force séparément suivant l'induction et l'épaisseur de la tôle, on utilise, conformément à la présen- te invention, pour l'attaque de la tension "e" déterminante pour le flux de force, et pour le réglage de l'une des grandeurs, un diviseur de tension
5 branché sur une tension réglable représentant elle-même une mesure de l'au- tre grandeur (figure 4). La mesure de cette tension devient inutile si son circuit de réglage est alimenté sous une tension constante, par exemple par un dispositif S régulateur-contrôleur de tension constante .dont les éléments de manoeuvre correspondants comportent chacun une échelle graduée. Le régla - ge d'un potentiomètre 5 peut être rendu fonction impérative delà distance des culasses entre elles, ce qui résulte de l'épaisseur de la tôle à exami- ner.
Le déplacement des culasses l'une par rapport à l'autre, lors de la mise en place de la tôle à examiner, est transmis mécaniquement à l'organe de réglage du potentiomètre.
Pour la séparation nécessaire des pertes en pertes par courants de Foucault, et en pertes par hystérésis, en vue de permettre la détermina- tion des pertes à des fréquences quelconques différentes de la fréquence de régime de l'appareil, une mesure de pertes au moins doit être possible sous une autre fréquence. On peut utiliser à cet effet un multiplicateur magné- tique de fréquence constitué par des bobines de réaction de saturations différentes et qui forme en même temps l'inductance d'un circuit de bloca- ge ou circuit piège accordé sur la fréquence du réseau, afin d'améliorer la forme de la courbe de tension en cas de mesure effectuée sur la fréquence du réseau, ainsi qu'il est nécessaire, en particulier avec un dispositif S maintenant la tension constante.
On a déjà montré, avec référence à la figure 1, comment on peut mesurer des pertes spécifiques au moyen d'un wattmètre. Or, l'utilisation d'un wattmètre permet aussi une mesure de l'onde de base du courant dé per- tes et du courant déwatté, ou des composantes correspondantes de l'intensité de champ, lorsque la tension appliquée au wattmètre est maintenue constante pendant le réglage de l'induction dans la tôle examinée et que la position relativa-nécessaire à chaque instant - des phases est établie entre cette tension et l'induction. Pour la mesure des pertes spécifiques,la tension ap- pliquée au wattmètre ne doit dépendre que de l'induction et non de l'épais- sour de la tôle examinée. La subdivision mentionnée ci-dessus est alors né- cessaire pour le réglage du flux de force.
En figure 4 on a représenté un montage possible qui permet, suivant l'induction et l'épaisseur de la tôle, la lecture directe des pertes spécifiques et des intensités de champ sur sur un wattmètre avec le réglage séparé ci-dessus indiqué de l'appareil; on y voit en particulier également comment, dans les deux applications, l'on peut passer de la mesure des composantes actives à la mesure des composantes déwattées sans commutateurs supplémentaires et sans potentiomètres séparés.
Comme en figure 1, l'amplificateur V alimente les enroulements d'exécition 3 des culasses 2 et règle également, comme dans ladite figure, le flux de force dans la tôle à examiner 1, en fonction de la tension "e".
Cette tension est prise sur un potentiomètre 5 réglable automatiquement ou à régler suivant l'épaisseur de la tôle et dont une partie est en parallèle au condensateur 7, son autre partie étant parallèle à une résistance 8. En prélevant la tension sur la partie du potentiomètre 5 qui est parallèle au condensateur 7, la tension "e" est décalée de 90 par rapport à la tension appliquée au wattmètre M, et la composante déwattée du courant d'aimantation est donc en phase avec la tension appliquée au wattmètre M. Le wattmètre
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M réagira donc à une composante déwattée du courant d'aimantation.
Si la tension "e" est prise sur la partie du potentiomètre 5 qui est parallèle à la résistance 8, sa position de phase est décalée de 90 sur la précédente et le wattmètre M réagit à la composante active du courant d'aimantation.
Le réglage de l'induction s'effectue par le potentiomètre 6, à l'aide duquel on règle le courant dans le condensateur 7 ou dans la résis- tance 8,et par conséquent la tension totale appliquée au potentiomètre 5.
Dans la position A du commutateur 9, il passe dans le circuit de tension du wattmètre M le même courant que dans les éléments de couplage 7 et 8, de telle manière que la tension appliquée au wattmètre est, elle aussi, pro- portionnelle à la tension totale appliquée au potentiomètre 5 et, par suite, à l'induction fixée par le réglage. Or, le produit de l'induction par la composante active ou par la composante.déwattée du courant d'aimantation - produit qui est donc formé par le wattmètre M - constitue une mesure des com- posantes correspondantes de la puissance spécifique. Dans la position B du commutateur 9, le wattmètre M reçoit une tension constante E.
Le wattmètre M forme le produit de la constante par le courant actif ou par le courant dé- watté, et il peut indiquer directement les composantes correspondantes de l'intensité de champ.