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On sait que les tensions de torsion d'un arbre creux peuvent être mesurées électromagnétiquement en magnétisant l'arbre de manière circulai- re par une bobine enroulée à travers l'arbre creux et ceinturant ce dernier, et en mesurant, à l'aide d'une autre bobine, enroulée autour dudit arbre, la composante axiale du flux qui s'établit dans les matières magnétostricti- ves par suite des tensions de torsion. Ce phénomène est appelé le premier effet inverse de Wiedeman. Il existe aussi un second effet inverse de Wiede- man, qui implique qu'une magnétisation axiale donne lieu à un flux circulai- re lorsqu'un arbre est soumis à la torsion. Cet effet peut être utilisé pour mesurer les tensions de torsion et est, dans bien des cas, mieux praticable que le premier effet inverse de Wiedeman.
Les deux effets de Wiedeman peuvent aussi être utilisés pour me- surer des forces si l'arbre creux est pourvu de leviers sur lesquels des for- ces peuvent agir. Il serait naturel de fixer les leviers d'un tel dispositif de mesure de force à l'arbre creux par le soudage; toutefois, le soudage don- ne lieu à des tensions de soudage considérables. Par suite de 1, magnétostric- tion non seulement dans l'arbre creux, mais aussi dans la soudire etles leviers, ces tensions de soudage donnent lieu à une déformation du champ ma- gnétique du dispositif de mesure, si bien que la proportionnalité entre la lecture de l'instrument et la force à mesure s'évanouit. Il a été montré par des expériences que la proportionnalité ne s'améliore pas beaucoup si l'on normalise le corps du dispositif de mesure de force.
Ce désavantage est écar- té au moyen de la présente invention qui est caractérisé en ce que l'arbre comporte des brides auxquelles les leviers sont attachés et en ce que les brides et l'arbre sont faits d'une pièce, par exemple par le tournage, si bien que l'arbre et les brides constituent un seul organe en forme de corps de bobine, de matière homogène.
L'invention est décrite ci-après en se référant au dessin annexée
La figure 1 représente schématiquement un dispositif de mesure de force selon l'invention, du type en question.
La figure 2 représente une élévation d'un dispositif de mesure de force selon l'invention.
La figure 3 représente la section A-A du dispositif de mesure de force selon la figure 2.
Dans l'agencement selon la figure 1,la référence 1 indique un arbre creux ou un organe sensiblement tutbulaire, pourvu des leviers 5, 6, 7, comportant des trous 8, 9 à l'endroit desquels une force peut agir. Par exemple, le dispositif de mesure de force représenté peut être attaché entre le crochet et le câble d'un treuil, en fixant le câble aux trous 8 et le cro- chet au trou 9. Entre les leviers 5, 6 et 6, 7, il y a respectivement deux bobines 11 et 12 qui sont raccordées en série à une source de courant alter- natif 21. Une bobine 10, reliée à un moyen de mesure électrique 22, est en- roulée à travers l'arbre creux et ceinture ce dernier.
Par suite de la présence du courant alternatif dans les bobines 11 et 12, des forces magnétomotrioes axiales apparaissent dans les parties de l'arbre creux 1 qui se trouvent entre les leviers 5, 6 et 6, 7 respec- tivement. Si l'arbre creux 1 est magnétiquement isotrope, le champ magnéti- que est axial et aucune force électromotrice n'est induite dans la bobine 10 qui l'on suppose disposée dans un plan.radial. Le chargement des leviers 5, 6 et 7 par des forces perpendiculaires au plan du dessin induit des ten- sions de torsion dans l'arbre et, en conséquence, une anisotropie magnéti- que qui amène le flux à suivre un parcours hélicoïdal et, donc, à induire une force électromotrice dans la bobine 10. Cette force éLECTROMOTRICE éta- blit un courant dans l'instrument 22.
Comme les tensions de torsion des deux
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parties chargées de l'arbre creux 1 ont des sens opposés lorsque la force agit à l'endroit du trou 9, les bobines 11 et 12 ont été raccordées selon la figure 1, de manière que les effets des deux parties actives s'ajoutent dans le circuit de sortie.
Généralement, l'arbre creux 1 est de fer, métal qui a des proprié- tés magnétostrictives, et, dans ce cas, le changement de direction du flux magnétique est dû à l'accroissement ou au décroissement de la perméabilité du fer dans la direction des deux tensions principales dans lesquelles on peut décomposer la tension de torsion. La direction du flux magnétique peut aussi être changée lorsque l'arbre creux 1 est de matière non magnétique car la résistivité de la matière dépend des tensions mécaniques (effet élas- to-résistif) si bien que les courants de Foucault sont déformés. Toutefois, cet effet est très peu prononcé et n'a aucune signification, présentement, par comparaison à l'effet de magnétostriction.
Les conditions idéales ci-avant sont dérangées par toute tension
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mécanique s'établisa1t dans la matière magnétisée. C'est pOl#qoi,es ten- sions de soudage, dues à la fixation des leviers 5, 6, 7, donnent lieu à des déviations considérables du zéro de l'instrument 22 à l'état non chargé des leviers. Cette déviation du zéro est toutefois évitée dans la réalisation du dispositif de mesure de force représenté figures 2 et 3.
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Dans le dispositif démesure de fcrae r-::'1" ';scmt: <'l1r3s r ,"> 3,1.es lC7Í,}:::::; -;,6,7 ne sont pas directement soudés à l' arbr} areu.:: "nt-Js "bbaà #s brides respecti- ves 2, 3 ct 4 qui sont d'une pièce avec l'arbre creux 1. Chacune de ces bri- des 2, 3, 4 comporte quatre trous par lesquels est bobinée la bobine 10. De cette manière, la bobine 10 est divisée en quatre bobines symétiquement dis- posées, qui ceinturent l'arbre creux 1, en principe comme des bobines toroi- des. Les bobines 11 et 12 enferment totalement la bobine 10 et sont entou- rées de bagues 14 de matière magnétique qui ferment le parcours magnétique des bobines 11 et 12.
Les soudures 13 entre les leviers 5, 6, 7 et les brides 2, 3, 4 donnent lieu à des anisotropies magnétiques même pour le dispositif de me- sure de force des figures 2 et 3, mais l'influence de ces anisotropies sur l'instrument de mesure 22 est négligeable, car la bobine 10, dans ce cas, n'entoure aucune pièce de matière magnétiquement anisotrope.
Comme le flux superficiel des bobines 11 et 12 est efficacement limité par les bagues 14, les soudures 13 peuvent être aisément protégées du flux magnétique en donnant au diamètre des brides 2, 3, 4 une valeur si grande que les bagues 14 se trouvent à l'intérieur de la périphérie desdi- tes brides 2, 3, 4' Comme les soudures sont protégées du champ magnétique, les tensions, de soudure n'ont naturellement pas d'influence sur le résultat des mesures, même si les souduressont enfermées par la bobine 10, et c'est pourquoi on peut éviter une lecture zéro de l'instrument de mesure 22, simple- ment au moyen des brides 2, 3, 4, sans former de trous pour la bobine 10,
Les désavantages dûs aux soudures peuvent ainsi être évités de deux manières différentes, comme il est exposé ci-avant,
lorsque l'arbre creux 1 est fait d'une pièce avec les brides 2, 3, 4, ce qui donne lieu à un organe en forme de corps de bobine, de matière homogène, dépourvue de tensions, organe auquel les leviers 5, 6 , 7 sont attachés. On obtient évi- demment le meilleur résultat en combinant les deux mesures décrites.
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