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"Convertisseurs de valeurs mesurées à gamme de mesure réglable".
L'invention a pour objet des convertisseurs de va- leurs mesurées qui fonctionnent suivant le principe de compen- dation et qui servent u convertir des valeurs mesurées de gran- deurs physiques quelconques, par exemple de tensions, d'inten- sités, de puissances actives et réactives, de niveaux d'eau, etc, en intensités de courant continu proportionnelles à la grandeur 'le la valeur mesurée dans chaque cas.
L'avantage de
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convertir lem iralaw en un courant continu correupon- dent réside dans le eaiz qü l'on oeuf amener le courant oonti- au$ par un tablez èt'U1: conducteurs, à ua 'Po8te de mesure ttMEjbt éloigné et qu'on Ce 1j,"}i;!'t;q; la valeur mesurée est lisible ou peut être enregistre bue g&lve&omAtre à cadre mobile sans instru - mente supplémentaires* Un convertisseur de vale'1rtlneeur6es fonctionnant suivant 1* principe de compensation contient un instrument pilote -tans force directrice dont la position dé- termine. le courtat continu de sortie d'un amplificateur* Sur cet instrument; pilote agissent, dans des sono odposée, deux forces de Q6placment :
l'une des forces de déplacement est proportionnelle à la valeur mesurée à oonve'.'tirt l'autre eu courant continu de sortie de l'amplificateur et par oonequent celui-ci se règle ttujouiob da façon telle que ne force de dépla-
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cement compense la force engendrée par la valeur mesurée à con-
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vertire 'De os fait, le courant continu de sortie est largement indépendant des ver1!:t1ons de réeietance dqna le circuit de
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mesure à distance* Les convertisseurs de velours mesurée de ce genre
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sont en général titlc\l')t61! la valeur nominale de la grandeur me- sur6ee et cet t>our les .0tien motifs qui conduisent à adapter aussi leiristrieiit,r4L 'ut;.t:thf d'::Ina)9 mesure directe Ainsi il faut utiliser e\\',.:f. eo.!\"'lètt't!'!lIJnt que le, g8!!1!J18 d'indica- tion de l hl;j.1:
r.'jr..J.1.t. da pibrae qu'une déviation trop rat- ble exerce une .L!1t.Lut'!lo"l J1'U1f1\)le sur l'exactitude de mesure.
Mais d'autre varts il fout un8i .,!ter de dépasser la gamme de 1 #instrument ee mesure isour les plus grandes valeurs prévisi- bles car, dentS oc <îi-.54 ou le pourrait plus lire du tout la va- leur mes!.1:r611'J. E1 f.'U\ ;"J 1N.1 lleâiu adaptation, on veille de préférence à ce que In <Vi7!ttion complète de l'instrument de idem sure correspond $ h w.q ronde* Si donc, dans l'utilisation d'un convertisseur d vl"',), menurée, la déviation complète de l 'Instrument indioatflu?' t"'rro..'Ï une valeur ronde du courant
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aont:,tz qui transmet la valeur mesurée, par exemple & une inten- sité ' courant continu de 5 :A, il est souhaitable que cette inteni té corresponde à son tour à une valeur ronde de la gran- deur :.. )surée à convertir, donc par exemple, pour une mesure de pu;
,, sanee, à une puissance de 120 Lrit.
, . Un domaine d'application préférentiel des convertis saura eu valeur mesurée est la mesure et la surveillance des ca- raotérik.iques de fonctionnement des réseaux à courant alter- natif. D ns ce oas, pour engendrer la force de déplacement pro-
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uortionnf Lie à la valeur mesurée à convertir ou plus exactement un couple de rotation, on utilise un mécanisme de lerrer1.. L'adaptation peut se faire alors p4ar coimutatior des bobines du -.mécanisme, par exemple par branchement de deux bobines en série ou en parallèle, ou bien on peut interooscr avant.les bobines des transformateurs d'intensité pouvent être oo=utés, présen- tant par exemple' des rapports de transformation de 400 :SA et
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300 : 5A.
De cette façon, dans le cas d'un réseau qui tonot10. initialement aveo une demi-charge seulement e par las>otee à charge complète, on peut obtenir une même déviation da l'ai- guille de l'instrument indicateur en brenohant de façon corres- pondante les bobines ou les transformateura d'inteuüt6. L'i-ne- trument reçoit ainsi plusieurs constantes de mesure ou bien on le change lors de le commutation de son échelle.
Ces moyens ne permettent l'adaptation à ls valeur nominale de la grandeur à mesurer que par étapes grossière** Dans les convertisseurs de valeurs mesurées destinés à des
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grandeurs autres qu'électriques, la rossibilitmorreupolidante de oommutation pure et simple des gammes de mesure n'existe sotvenrnme pas Pour obtenir dans tous les cas une 8ù8Dta- tion aussi 'Poussée que possible, il faut donc disposer de con- vertisseurs de valeurs présentant des gammes de mesure diffé- rentes pour une même espèce de grandeurs mesurées, et il n'est
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donc plus pocsible d'insérer en un endroit quelconque des con-
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vertisseurs de valeurs mesurées tenus en réserve ou de ?8Nf.l.
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oer ceux qui sont défectueux.
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L'invention a donc pour but de réaliser un ,.nvrb tisseur de valeurs mesurées fonctionnant suivent le pro1p de compensation, i destiné à la conversion des valeurs !11ft mrt1t1t.i
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d'une grandeur quelconque en une intensité proportionnelle -
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courent continu, et permettant, avec des moyens simples; due
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réaliser dans une large gamme une adaptation, éventuellement
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même continue, à la valeur nominale de la grandeur à meauyr
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Suivant l'invention, on résout ce problème en prévoyant pouf
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l'adaptation de la gamme démesure h la valeur nominale des
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valeur mesurée à transformer, un montage diviseur de courait*;
formé de résistances et grâce auquel le courant continu qui
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engendre une force de déplacement constitue un courant pert li') du courant continu qui passe dans le conducteur de yaesurt îi #, .i dérivé de celui-ci avec un rewnort de division pouvant êtlu #)',"
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ou rglé.
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On a représenté schématiquement sur le dessin nu
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exeiple de réalisation de l'invention dans lequel on admet; {la '11
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s'agit de mesurer une grandeur de fonctionnement d'un ré3u
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à courant alternatif.
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Sur le dessin, on a désigné par 1 le système ,",';,11,,, mante moteurs d'un mécanisme Ferra ri a auquel on amène ,atF deur à mesurer. A l'arbre 2 du plateau -.3 du r.3oanisme de F$v *#<*#> ris est fixé un bras 4 qui porte à son extrémité une "I1RqtHt<;tr métallique 5. Suivant sa position, cette plaquette f an ,H'.,f.. tant le champ magnétique, influence le couplage ont ' la b&' 'Ij primaire 6 et la bobine secondaire 7 d'un transfert, eut b tflll" te tension dont la bobine primaire 6 est alimentée :
ur n& ';>0.1:" rfiteur à haute fréquence Bo La tension secondaire (,1. déptuii la position de la plaquette 5 est redressée dans) ui wdres 9 et conduite à l'entrée d'un amplificateur 10. e o ruz
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tinu. de sortie 1 de l'amplificateur 10, emprunté à une source ajourant continu non représenté, est amené par des oonduo- tours de mesure 11, 12 à un instrument indicateur 13, de prête-' ronce un galvanomètre à cadre mobile.
Sur l'arbre 2 du mécanisme de Ferreris est en outre mobile fixé un cadre/14 qui peut tourner entre les pôles d'un aiment
15, Ce cadre mobile '14 est parcouru par le courant continu i qui est proportionnel, pour une température déterminée, au courant continu de sortie i de l'amplificateur 10, qui fasse dans les conducteurs de mesure 11, 12. Le courant is engendre dans le système à cadre mobile 14, 15 un couple de rotation M2 proportionnel à ce courant et de sens opposé au courte de rota- tion M1 qui est proportionnel à la grandeur à convertir. Donc, aussi longtemps que M1 et M2 sont égaux en valeur absolue , l'arbre 2 et avec lui la plaquette 5 restent dans la position qu'ils occupent.
Si, par contre, le couple M1 varie par suite d'une variation de la valeur à mesurer, la plaquette 5 se dépla- ce et, par suite, le courant is varie dans le même sens que la grandeur à mesurer, jusqu'à ce que le couple M2 engendré par ce courant compense à nouveau le couple modifié M1.De cette façon le courant is et donc le courant i qui lui est proportionnel et qui passe dans le conducteur de mesure sont toujours sstreints à une va- leur qui est dans un rapport tout à fait déterminé avec la va- leur de la grandeur à mesurer.
Or, on peut rester ou modifier ce rapport en choisis- sant en conséquence le facteur de proportionnalité entre le cou- rant de bobine is et le courent i qui passe dans le conducteur de mesure. On utilise à oet effet un montage diviseur de courant constitué per les résistances 16 et 17. Dans l'exemple de rée- lisation, 17 est une résistance fixe tandis que la résistance .
16 est munie d'une prise réglable 18. Les deux résistances 16 et 17 sont reliées en série dans le circuit qui contient aussi le cadre mobile 12. En même temps, la résistance 17 et la partie in- férieure de la résistance 16, parcourue par la prise 18, se
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trouvent aussi dons le circuit du courant i.
Si l'on appelle R1 la valeur de la nortion de la résistance 16 qui ae trouve entre la connexion supérieure et la prise 18, et par R2 la valeur de la portion située entre la prise 18 et la connexion intérieure de la résistance 17,le re- lation entre le courant de bobine is et le courant i qui passe par l'instrument de mesure 11 s'exprime par :
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i # , 1 8 . R * Rl . .P 2 si l'on appelle R s la résistance @ du cadre mobile 18. Etant donné que le dénominateur de la fraction est constant indépen- damment de la position de la prise 18, is est directement propor- tionnel à la insistance R2 pour une valeur donnée de i.
Ainsi, le couple de compensation M2 engendra dans le cas d'un courant i détermina est proportionnel à R2. Ainsi, en déplaçant la pri- se 18, avec différentes valeurs nominales de la grandeur à mesu- rer, on peut amener l'instrument indicateur 13 à la déviation complète o'ext-à-dire adapter le convertisseur de valeur mesurée à la valeur nominale du moment. Si la prise 18 est déstructure appropriée, une adaptation continue est possible.
Si le système Ferreris possède deux bobines, on peut en outre les commuter d'un montage en parallèle à un montage en série et diviser à nouveau paie deux la valeur nominale, sans que le couple varie, Si le dispositif de mesure alimenté par la grandeur & mesurer est un mécanisme de Ferraris comme dans l'exemple de réalisation considéré, le couple engendré par ce mécanisme devient fonction de la température. On peut compenser dans une large mesure cette incidence de la température si lea résistances 16, 17 sont fa- briquées en matière résistance présentant un coefficient de tem- pérature très faible ou môme négatif.
Dans le schéma de eâblage du dessin, on a encore prévu une liaison amovible 19' Celle-ci sert à permettre le mesu- ra des valeurs de résistance R1 et R2. De ce fait, si la cons-
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tance de mesure 1u convertisseur de vr.7.slaxs mes s-,- s !,.##, pour la v,,leur "\/'Ix1:i\alo do J2' on peut 1 S'lUS du ,o,onex dirocte-ient, le x'h:.Yx , l'avance à la valeur l1omiue1u adirée de la fondeur "1Ur"I), La résistance Ri peut 6tro 6uir< d'une dolielle dont la graduation roxto directement las v:l1'1'l\l's nominalon oo3pp * 1'0ntQnti o la l:r'ndeur l\ nesurer, l'j tendeur anparaissaa-fe an looonda1re lorsqu'on utilise de trnnDrOrQtur8.
Un '11Ul1vaie contact éventuel de la prisa 18 - pas d'erreur de masure; en effet. cotte :re1stt:1hIO :? tact ne trouve dans le circuit de sortie du aonver",1sR';' t leur m08u::éo, et Dur suite, elle est co:n!.'cn8e 8UO;.3!t.1l, La compensation du l'erreur due h la température n-à ti6t, du rapport entre la résistance totale constante Ri oh " Ts'&.0tdlcCe de bobine tl et elle n'est t7fà détruite pd placement de la prise 16.
HB8TIIJ le Convertisseur de valeurs me suites bas$ cipe de compensation, dans lequel une force de d61)] %:,.<># portionnelle ik le valeur me entrée à convertir et une ta .3 déplacement proportionnelle au oourent continu qui 1H!P.,>/ un conducteur de mesure egle8ann sena onnosb sur un o-n: pilote sans force directrice dont la tlodt10n détermine 3'< ' tensité du courent continu, convertisseur caractériel :' . fait que, pour adapter la gamine de mesure à la valeur nu .. de la valeur mesurée à convertir, on a prévu un montage de courant formé de résistance.-, et râce auquel le oour,., qui entendre une to2ce de déplacement constitue un cou: tiel du courant continu qui nas:re dans la conducteur d3 #> et est dérivé de celui-ci avec un rapc-t de division pcc=.vf.^ , être choisi ou rAglé.
II. Forme. de réalisation du convertisseur f;1':f.!':\ '!. oraracté.7is6e par les points suivants, considérés ensfû,}* 0'.1
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séparément :
1) une résistance auxiliaire qui est commune au sir- cuit du conducteur de mesure et au circuit du courent continu qui engendre une force de déplacement constitue une fraction 'choisie ou réglée d'une résistants* qui est en série avec ce dire nier circuit ;
2) la résistance qui est en série avec le circuit du courent continu engendrent le force de déplacement est constituée par un montage en série d'une résistance fixe et d'une résis- tence à prise réglable;
3) la prise qui ert à régler la résistance partielle située dans le circuit du conducteur de assure est équipée d'une dont la graduation indique lu valeur nominale de la valeur échelle/ mesurée , correspondant à la position momentanée de la priée;
4) les résistances du montage diviseur de tension sont formées d'une matière à coefficient de température très faible ou négatif, afin de compenser l'erreur de mesure condi- tionnée par l'incidence de la sur la résistance de bobine dans le circuit du courant continu qui engendre l'une des forcée de déplacement;
5) on utilise un mécanisme de Ferrarispour engendrer un couple proportionnel 4 le voleur mesurée;
6) on utilise un système à cadre mobile pour engen- drer un couple proportionnel eu courent continu de sortie.