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L'invention est relative aux. appareils de mesure pour cou- rant alternatif et particulièrement aux appareils servant à indique, la valeur efficace d'une tension ou d'une intensité de courant.
Il est connu de mesurer la valeur efficace d'une tension ou d'une intensité au Moyen d'un instrument à fil chaud. Un tel instrument répond à la valeur moyenne du carr du courant applique et il indique la racine carrée de cette valeur sur une chclle éta-
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' blie selon une loi quadratique. Cet instrtucnt est toutefoi:: in:-,f- fi savent eX[Jct pour be2UCOU1) ::'us??."es.
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On se propose également d'obtenir un voltmètre ou un ampè- remètre efficaces dans lequel la lecture réelle est faite à l'aide d'une bobine mobile.
Suivant la présente invention, l'appareil de mesure à courant alternatif comprend un redresseur auquel est appliquée la tension alternative à mesurer et dont le courant de sortie, de natu- re continue, est transmis à un instrument disposé pour répondre pro- portionellement à la valeur moyenne du courant qui le traverse, et ayant une échelle calibrée de façon à donner une indication de la valeur efficace de la tension, proportionnelle à la racine carrée de 'cette valeur moyenne et un dispositif à loi quadratique monté en série avec l'instrument précité et émettant un courant proportion- nel au carré de la tension aux bornes de ce dispositif, la résis- tance minimum du dispositif étant suffisamment au-dessus de celle de l'instrument pour donner la précision désirée.
Selon l'invention, on peut aussi utiliser des appareils conformes, dans l'ensemble, au paragraphe précédent, mais dans les- quels le courant alternatif à mesurer est appliqué à un transforma- teur de courant qui alimente le redresseur, l'instrument étant.gradué de manière à indiquer l'intensité efficace proportionnellement à la racine carrée de la valeur moyenne.
Le dispositif à loi quadratique peut consister en une dio- de au silicium ayant deux résistances de valeurs ohmiques convenables montées respectivement en shunt et en série avec la diode.
L'instrument peut être du type à bobine mobile.
Aux dessins annexés, les figures 1, 2 et 3 représentent, à titre d'exemples, trois formes d'exécution de l'invention.
Suivant l'exemple de la figure 1, un voltmètre électroni- que efficace comprend une sonde d'entrée 11 à charge cathodique sui- vie d'un multiplicateur de sensibilité constitué par un atténuateur à plots 12 dont le courant de sortie est appliqué à un amplificateur principal 13 ayant une tension de réaction fortement négative.
A l'amplificateur principal fait suite un étage de cormnan-
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de 14 formé d'un amplificateur commandant un suiveur de cathode.
Cet étage comporte une réaction à tension négative pour réduire 1' impédance de sortie à une valeur inférieure à 10 ohms.
La sortie de l'étage 14 est appliquée par l'intermédiaire d'une capacité de blocage 15 à l'entrée (c'est-à-dire au côté alter- natif) d'un redresseur à pont 16 formé de quatre diodes convenable- ment disposées. La tension rectifiée est appliquée à deux éléments en série. L'un de ces éléments est un milliampèremètre 17 du type à bobine mobile, dont l'échelle est graduée de façon à indiquer la tension efficace en proportion avec la racine carrée du courant traversant l'instrument. L'autre élément est un dispositif à loi quadratique 18 comportant une diode au silicium 19. Une telle diode obéit à la loi I = kVx ou V est la tension appliquée et I le cou- rant résultant.
Au moyen de deux résistances ohmiques 20 et 21, connectées respectivement en shunt et en série avec la diode, la quantité x de l'expression précédente peut être égale à 2, le dis- positif 18 pris dans son ensemble donne une réponse à loi quadrati- que pour une gamme de courants d'environ 30 à 1.
La valeur initiale ou la valeur minimum de la résistance de l'ensemble 18 doit être suffisamment plus élevée que celle de l'instrument 17 afin d'atteindre la précision désirée. La résistan- ce de l'ensemble 18 qui est déterminée par les caractéristiques de la diode au silicium et les valeurs des résistances 20 et 21, doivent être telles que la résistance 17 soit négligeable comparativement, de sorte que le courant à travers l'instrument obéit à la loi ci dessus et est déterminé par le dispositif 18.
Une valeur typique de la résistance totale de l'ensemble 18 peut être d'au moins 30 fois la résistance de l'instrument 17. ;Une limite supérieure de la résis- tance de l'ensemble 18 est déterminée par la nécessité de laisser passer un courant suffisant pour permettre le fonctionnement de l'instrument sur toute l'étendue désirée.
Dans le fonctionnement, une tension continue proportion- nelle à tout moment à la. valeur instantanée de la tension alteraati
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ve à mesurer (qui est appliquée à la charge cathodique 11) est trans- mise par le redresseur à l'ensemble 18 et à l'instrument 17, montés en série. Si comme on l'a indiqué, la résistance de l'instrument 17 peut être négligée, le courant passant dans le circuit à courant con- tinu est à tout moment proportionnel au carré de la tension de sor- tie du redresseur et par suite au carré de la valeur instantanée de la tension à mesurer. La réponse de l'instrument 17 est proportion- nelle à la valeur moyenne de ce courant et par suite il indique sur son échelle quadratique la racine carrée de la valeur moyenne des carrés des valeurs instantannées de la tension à mesurer.
L'appareil donne ainsi une lecture en valeurs efficaces à un degré élevé de précision, même jusqu'aux fréquences vidéo.
Dans le cas d'un ampèremètre efficace, le redresseur 16 est, comme l'indique la figure 2, alimenté directement par le secon- daire 2 d'un transformateur de courant 26 dont le primaire 27 est parcouru par le courant à mesurer. L'instrument 17' est, dans ce dispositif, gradué pour indiquer le courant efficace, proportion- nel à la racine carrée de la valeur principale du courant transver- sant l'instrument.
Suivant une variante, le courant à mesurer peut être trans- mis directement au redresseur 16 comme l'indique la figure 3. On peut prévoir une résistance shunt 31, branchée aux bornes d'entrée du redresseur (ou une résistance-shunt 32 montée aux bornes de sor- tie) les résistances ainsi disposées pouvant recevoir la partie prin- cipale du courant à la manière usuelle.
Dans les agencements décrits ci-dessus, le redresseur à diode peut être remplacé par un redresseur à deux alternances du ty- pe push-pull. Quand la forme d'onde de la tension ou du courant à mesurer le permet, un redresseur à une.alternance peut être adopté au lieu d'un redresseur à deux alternances, mais il est -préférable d'utiliser un redresseur à deux alternances pour mieux se préserver contre les irrégularités des formes d'ondes.