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Il est connu de mesurer les composantes active et réactive de tensions et courants alternatifs à basse fréquen, ce au moyen de redresseur à contactsvibrante Les grandeurs à mesurer engendrent à cet effet des courants dans des cir- cuits de mesure,'qui sont'équipés d'appareils de mesure en courant continu et qui renferment des contacts vibrants. La commande de ces contacts, c'est-à-dire le réglage des éten- dues de phase dans lesquelles les contacts sont fermés et ceux dans lesquelles ils sont ouverts, se faisat jusqu'ici par excitation indépendante. Celle-ci était obtenue en géné- ral au moyen d'une source de tension de même fréquence que la grandeur à mesurer.
Normalement, afin de ne pas être in- fluencé par des tensions thermoélectriques, le circuit de mesure est réalisé sous la forme d'une connexion en pont dans laquelle deux contacts de mesure, connectés en paral- lèle, déplacés, du côté de l'excitation, de 180 ou de 120 pour les mesures d'ondes fondamentales, alimentent un galva- nomètre dans la branche transversale.(redressement des deux alternances). Le principe de la mesure des composantes de grandeurs à basse fréquence consiste 'à mesurer leur amplitude pour deux positions de phase décalées de 90 .
Lorsque l'exci. tation des contacts vibrants a lieu au moyen des trois ten- sions déphasées de 120 d'un système triphasé, il est d'usage d'utiliser pour la rotation de la position de phase (dépha- sage) par exemple, un moteur asynchrone arrêté par freinage, de sorte que le réglage à la main a lieu par rotation du ro- tor. Lorsque, pour autant qu'on n'ait pas à sa disposition un générateur spécial pour l'excitation des contacts vibrants on est réduit à l'utilisation d'un tel système triphasé déjà
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existant, les asymétries de ce dernier, généralement; présen- tes et variables dans le temps, conduisent à une erreur de mesure qui varie dans le temps et qui peut, en plus, changer de signe .
Cependant, bien que l'établissement des contacts du redresseur à vibrations dépende de manière très précise de l'excitation, les asymétries précitées conduisent à des différences des temps de fermeture de contacts désirés de, par exemple, deux fois 180 ou des temps de fermeture des contacts résultants, de deux fois 120
De ce fait le réglage du déphasage de l'excitation du redresseur suscite fréquemment de grosses difficultés, particulièrement lorsqu'il s'agit de la mesure de parties actives et réactives relativement petites de grandeurs com- plexes principalement imaginaires ou principalement réelles.
Le réglage du moment de commutation du redresseur, c'est-à- dire également la phase des excitations, qui dans les dispo- sitifs habituels, tel que mentionné, se faisait à la main,' exige alors une dépense de temps importante et parfois into- lérable .
L'objet de la présente invention est de réaliser la mesure de grandeurs en courante alternatifs à basse fréquence au moyen d'unredresseur à contacts vibrants de telle façon que le réglage de la phase à la main lors de chaque mesure est supprimé et remplacé par un réglage unique de l'appareil- lage .
Dans un dispositif de mesure de composantes e.ttive et réactive de tensions ou courants alternatifs à basse fré- quence, au moyen d'un redresseur à contacts vibrants comman- dé au moyen de courants de la même source de courant et con- necté en pont, les difficultés mentionnées sont écartées par le fait que, suivant l'invention, la commande des contacts vibrants a lieu au moyen d'une des grandeurs mesurées elle-
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même par l'intermédiaire d'un circuit à tubes électroniques, à l'entrée duquel sont appliquées les grandeurs à mesurer.-
Peur pouvoir tourner de 90 la phase des contacts vibrants, le circuit bifurque en deux canaux après l'anode du tube d'en / trée de telle façon que les tensions existantes à l'extremi- té des deux canaux indépendamment des grandeurs à mesurer;
, sont constamment déphasées de 90 l'une par rapport à l'autre pour toutes les fréquences situées au-dessus d'une valeur limite inférieure; aux deux canaux est connecté de manière inversible le circuit commandant les contacts vibrants.
Etant donné que le dispositif a les propriétés d'un appareil de mesure d'onde fondamentale, on dispose de préférer ce dans le circuit d'anode du tube d'entrée un circuit réson- nant accordé sur l'onde fondamentale et qui élimine les har- moniques de la tension de commande, des contacts vibrants. des bobines actionnant les contacts vibrants
L'alimentation/a lieu au moyen d'un montage en push-pull de tubes électroniques sur les grilles desquels on peut au chpix mettre la tension d'un des deux canaux.
Afin d'obtenir le temps de fermeture des contacts du dispositif de redressement de deux fois 120 , nécessaires et résultants de mesures d'onde, fondamentales, on peut connecter en parallèle sur une des bobines d'excitation un circuit R-C qui produit un déphasage de 60 de l'onde fondamentale /* -
Dans le dessin ci-joint, est représenté le schéma de connexion de principe d'un dispositif pour la mesure de tension et de courants à basse fréquence au moyen d'un redres seur à contacts vibrants connecté en pont et d'un couplage à tubes électroniques, au moyen desquels une des grandeurs me- surées 'elle-même est utilisée pour la commande des contacts vibrants.
Le pont de mesure se compose des redresseurs à con- tact G1 et G2 commandés par les bobines d'excitation S1 et
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S2, des deux résistances 16 et 17 et du galvanomètre, voltmè- tre ou millivoltmètre V. A travers la résistance variable d'entrée 15 est appliquée aux bornes 13 et 14 du pont, sui-
29 1 vaut la position du commutateur!,' soin la tension U , soit la dU 1 dU tension U ou les dérivées de ces grandeurs 1/dt ou 2/dt.
Une des grandeurs à mesurer, dans le cas représen- té, Ul, est amenée par les conducteurs 30 et 31 à la. grille du tube d'entrée I. Dans le circuit d'anode de ce tube, se trouve le circuit oscillant Z qui est accordé sur l'onde fondamentale de Ul. Entre la borne 11 du commutateur Sch et le point zéro considéré en courant alternatif indiqué par N, on a également une 'tension qui ne comprend en substance que l'onde fondamentale de la tension U1.
Cette tension est amenée à travers le condensateur
23 et la résistance ohmique 22 sur la grille de commande, pon- tée par le condensateur 24, du tube II dans le circuit d'anode duquel se trouve la résistance 32. A cet effet, la résistance
22 sera beaucoup plus grande que la . réactance du condensa- teur 24, en vue d'obtenir un déphasage de 90 de la tension alternative de grille. La tension alternative d'anode du tube
II , qui se trouve à la borne 12 du commutateur Sch , est alors déphasée en arrière de. 90 par rapport à la tension se trouvant à la borne ,Il.
Les tensions de commande arrivant à la grille du
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't" tube IIIà au travers ides contacts inverseurs 11 ou 12 sont
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r également déphasées l'une par rapport à l'autre de 90 . Les tubes IIIaet IIIb travaillent en push-pull sur l'enroulement primaire 27 d'un transformateur. L'enroulement secondaire 28 du transformateur fournit la tension pour l'excitation des bobines S1 et S2 des contacts de mesure.
Ceux-ci sont cmn-
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ectés de telle façon que les établissements ae contacts sont décalés en phase de 100 . Un décalage de 60 des établisse= ments de contacts d'un des deux redresseurs par rapport à l'autre et de ce fait un temps de fermeture de contact résul- tant du dispositif de redressement, de deux fois 120 , peuvent être atteints en fermant le commutateur 18 et de cette façon en connectant en parallèle sur la bobine S1 l'élément composé du condensateur 19 et de la résistance 20.
Lors de la mise en service de la commutation, la tension Ul appliquée au pont produit la déviation maximum de l'instrument V ou la mise à zéro de celui-ci par le fait que la phase de l'excitation est changée au moyen de n'importe quel élément commutateur. Ceci peut, par exemple, avoir lieu par un léger désaccord du circuit résonnant Z. Ce désaccord conduit à ce que les contacts de mesure sont toujours soit fermés, soit.ouverts lorsque l'onde fondamentale de-la tensior U1 passe soit par zéro, soit par son .maximum. Le désaccord est produit une fois pour toutes. Si une des tensions U1 ou IL est appliquée au pont, on peut mesurer, par le déplacement du commutateur Sch ,et rapidement l'une après l'autre, deux composantes de cette tension, perpendiculaires l'une à l'au- tre.
Si dans la position 11 du commutateur on mesure par exemple la composante active de U2 par rapport à U1, la mesure de la composante réactive a lieu dans la position 12..Après que l'équilibre a été atteint, les positions du commutateur ne sont plus permutables.
Le circuit de mesure peut être rendu insensible aux harmoniques d'ordre supérieur par des circuits bouchons ou d'arrêt. Le circuit du tube I peut être accouplé à un organe de réglage qui, avec une tension d'entrée variable, maintient la tension de sortie sensiblement constante.
Avec le nouveau dispositif, la mesure des parties réelles ou imaginaires de valeurs de tension ou de courant
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complexes peut se faire en des temps très courts. Ceci se manifeste de manière particulièrement avantageuse lorsque, dans les mesures en série, on ne doit déterminer qu'une seule valeur, par exemple la composante active. L'instrument de mesure V indique cette composante directement;, sans qu'il soit nécessaire d'amener à la main la phase des excitations du redresseur dans la position vectorielle désirée.
REVENDICATIONS.-
1.- Dispositif pour la mesure des composantes actives et réactivee tensions ou courants alternatifs à basse fréquence, au moyen d'un redresseur à contacts vibrants connecté en pont et commandé par des coûtants de la même source de courant, c a r a c t é r i s é en ce que la commande des contacts vibrants a lieu au moyen d'une des grandeurs me surées elle-même par l'intermédiaire d'un circuit à tubes électroniques, à l'entrée duquel la grandeur à mesurer est appliquée.
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It is known to measure the active and reactive components of alternating voltages and currents at low frequency, by means of a vibrating contact rectifier. The quantities to be measured for this purpose generate currents in measuring circuits, which are equipped with 'direct current measuring devices which contain vibrating contacts. The control of these contacts, that is to say the adjustment of the phase ranges in which the contacts are closed and those in which they are open, has hitherto been done by independent excitation. This was generally obtained by means of a voltage source of the same frequency as the quantity to be measured.
Normally, in order not to be influenced by thermoelectric voltages, the measuring circuit is realized as a bridge connection in which two measuring contacts, connected in parallel, moved, on the side of the excitation, 180 or 120 for fundamental wave measurements, feed a galvameter in the transverse branch (rectification of the two halfwaves). The principle of the measurement of the components of quantities at low frequency consists in measuring their amplitude for two phase positions shifted by 90.
When the exci. tation of the vibrating contacts takes place by means of the three phase-shifted voltages of 120 of a three-phase system, it is customary to use for the rotation of the phase position (phase shift) for example, an asynchronous motor stopped by braking, so that manual adjustment takes place by turning the rotor. When, as long as one does not have at his disposal a special generator for the excitation of the vibrating contacts, one is reduced to the use of such a three-phase system already
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existing, the asymmetries of the latter, generally; present and variable over time, lead to a measurement error which varies over time and which can, in addition, change sign.
However, although the contact establishment of the vibration rectifier depends very precisely on the excitation, the aforementioned asymmetries lead to differences in the desired contact closing times of, for example, twice 180 or in the closing times. of the resulting contacts, twice 120
As a result, the adjustment of the phase shift of the excitation of the rectifier frequently gives rise to great difficulties, particularly when it comes to measuring relatively small active and reactive parts of complex quantities which are mainly imaginary or mainly real.
The adjustment of the switching moment of the rectifier, that is to say also the phase of the excitations, which in the usual devices, as mentioned, is done by hand, then requires a considerable expenditure of time and sometimes. intolerable.
The object of the present invention is to carry out the measurement of magnitudes in alternating current at low frequency by means of a rectifier with vibrating contacts in such a way that the adjustment of the phase by hand during each measurement is eliminated and replaced by a rectifier. single device adjustment.
In a device for measuring e.ttive and reactive components of low-frequency alternating voltages or currents, by means of a vibrating contact rectifier controlled by means of currents from the same current source and connected in bridge, the difficulties mentioned are avoided by the fact that, according to the invention, the control of the vibrating contacts takes place by means of one of the quantities measured.
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even through an electronic tube circuit, at the input of which the quantities to be measured are applied.
Fearing to be able to turn the phase of the vibrating contacts by 90 °, the circuit branches off into two channels after the anode of the input tube so that the voltages existing at the end of the two channels independently of the quantities to be measured;
, are constantly 90% out of phase with each other for all frequencies above a lower limit value; the circuit controlling the vibrating contacts is invertibly connected to the two channels.
Since the device has the properties of a fundamental wave measuring device, it is preferred that in the anode circuit of the input tube a resonant circuit tuned to the fundamental wave and which eliminates the control voltage harmonics, vibrating contacts. coils actuating the vibrating contacts
The supply / takes place by means of a push-pull assembly of electronic tubes on the grids of which one can set the voltage of one of the two channels at the chpix.
In order to obtain the closing time of the contacts of the rectifier device of two times 120, necessary and resulting from fundamental wave measurements, it is possible to connect in parallel on one of the excitation coils an RC circuit which produces a phase shift of 60 of the fundamental wave / * -
The attached drawing shows the basic connection diagram of a device for measuring low frequency voltage and currents by means of a vibrating contact rectifier connected as a bridge and a tube coupling. electronic, by means of which one of the measured quantities itself is used for controlling the vibrating contacts.
The measuring bridge consists of contact rectifiers G1 and G2 controlled by the excitation coils S1 and
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S2, of the two resistors 16 and 17 and of the galvanometer, voltmeter or millivoltmeter V. Through the variable input resistor 15 is applied to terminals 13 and 14 of the bridge, following
29 1 is equal to the position of the switch, taking into account the voltage U, that is to say the dU 1 dU voltage U or the derivatives of these quantities 1 / dt or 2 / dt.
One of the quantities to be measured, in the case shown, Ul, is brought by the conductors 30 and 31 to the. gate of inlet tube I. In the anode circuit of this tube, there is the oscillating circuit Z which is tuned to the fundamental wave of Ul. Between terminal 11 of switch Sch and the zero point considered in alternating current indicated by N, there is also a voltage which in substance only comprises the fundamental wave of the voltage U1.
This voltage is brought through the capacitor
23 and ohmic resistor 22 on the control grid, bridged by capacitor 24, of tube II in the anode circuit of which resistor 32 is located. For this purpose, resistor
22 will be much larger than the. reactance of capacitor 24, with a view to obtaining a phase shift of 90 in the AC grid voltage. The anode alternating voltage of the tube
II, which is at terminal 12 of switch Sch, is then out of phase back by. 90 with respect to the voltage at terminal, Il.
The control voltages arriving at the gate of the
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't "tube III through changeover contacts 11 or 12 are
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r also out of phase with each other by 90. The tubes IIIa and IIIb work in push-pull on the primary winding 27 of a transformer. The secondary winding 28 of the transformer supplies the voltage for the excitation of the coils S1 and S2 of the measuring contacts.
These are cmn-
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ected in such a way that the contact establishments are shifted in phase by 100. An offset of 60 of the contact establishments of one of the two rectifiers with respect to the other and therefore a contact closing time resulting from the rectifier, of two times 120, can be achieved by closing switch 18 and in this way by connecting in parallel on coil S1 the element composed of capacitor 19 and resistor 20.
When switching on, the voltage Ul applied to the bridge produces the maximum deviation of the instrument V or the zeroing of the latter by the fact that the phase of the excitation is changed by means of n any switching element. This can, for example, take place by a slight disagreement of the resonant circuit Z. This disagreement leads to the measurement contacts being always either closed or open when the fundamental wave of the voltage U1 passes either through zero, or by its maximum. The disagreement is produced once and for all. If one of the voltages U1 or IL is applied to the bridge, it is possible to measure, by the displacement of the switch Sch, and quickly one after the other, two components of this voltage, perpendicular to one another.
If, for example, in position 11 of the switch the active component of U2 is measured with respect to U1, the measurement of the reactive component takes place in position 12 ... After equilibrium has been reached, the positions of the switch are not more permutable.
The measuring circuit can be made insensitive to higher order harmonics by plugging or shutdown circuits. The circuit of the tube I can be coupled to an adjustment member which, with a variable input voltage, keeps the output voltage substantially constant.
With the new device, the measurement of real or imaginary parts of voltage or current values
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complexes can be done in very short times. This is particularly advantageous when, in series measurements, only one value, for example the active component, has to be determined. The measuring instrument V indicates this component directly ;, without it being necessary to manually bring the phase of the rectifier excitations to the desired vector position.
CLAIMS.-
1.- Device for the measurement of the active and reactive components of voltages or alternating currents at low frequency, by means of a rectifier with vibrating contacts connected in bridge and controlled by costs of the same current source, characterized in this that the control of the vibrating contacts takes place by means of one of the measured quantities itself via an electronic tube circuit, at the input of which the quantity to be measured is applied.