Instrument de mesure électrique. La présente invention se rapporte à un instrument de mesure électrique renfermant une bobine -et un aimant permanent.
Ce genre d'instruments est généralement connu sous le nom d'instruments d'Arsonval et est couramment employé comme instrument ,de mesure destiné à mesurer le voltage et l'intensité @de -courants électriques. Suivant les constructions ordinaires, cet instrument est pourvu d'un aimant permanent comportant des surfaces polaires arquées et espacées. Entre les faces polaires, un noyau magnéti que et cylindrique est inséré pour déterminer un entrefer annulaire. A l'intérieur de cet entrefer une bobine est rotativement montée.
Il est :de coutume de monter les diffé rentes parties d'un instrument d' Arsonval sur l'électro-aimant permanent à l'aide -de vis et @de rivets. En raison des dimensions extrê mement petites -des parties et en raison du nombre .considérable de parties indépendantes qui doivent être associées ensemble, il est. extrêmement difficile de construire un instru ment de mesure -d'Arsonval en réalisant un alignement exact -des différentes parties.
Il est- donc nécessaire de prendre bien soin dans sa fabrication pour assurer un fonctionne ment satisfaisant -de pareils instruments.
Le but principal de la présente invention est -d$ réaliser un instrument dont l'aimant permanent est destiné à serrer ou pincer un élément de support pour l'induit entre ses faces polaires, cet instrument possédant un noyau magnétique et une bobine montée sur cet élément de support.
L'objet de la présente invention consiste en un instrument de mesure électrique com prenant un -aimant ayant .des faces polaires arquées espacées qui délimitent un entrefer cylindrique ayant des bords parallèles oppo sés contigus auxdites faces polaires, cet ai mant étant .destiné à produire un champ magnétique dans ledit entrefer, et un induit disposé amoviblement dans l'entrefer,
porté par un élément de support non magnétique qui présente -des surfaces parallèles dispo sées de manière à s'engager .avec des bords parallèles desdites faces polaires et compre nant trois portions, à savoir une partie cen trale et deux portions d'extrémité s'étendant sensiblement à angle droit par rapport aux- dites surfaces parallèles et étant disposées espacées l'une ide l'autre le long de l'axe de l'entrefer,
un noyau magnétique étant fixé à ladite partie centrale et des moyens -d'ap pui étant prévus auxdites portions d'extré mité pour recevoir une bobine induite rotative qui entoure ledit noyau magnétique.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fig. 1 -est une vue frontale d'un instru ment de mesure suivant la présente invention, certaines portions en étant arrachées; La fig. 2 est une coupe transversale d'un instrument semblable à celui de la fig. 1; La fi-. 3 est une vue en perspective, à.
l'état désassemblé, montrant séparément les organes des instruments illustrés aux fi-. 1 et 2; La fig. 4 est une vue en détail, en éléva tion latérale, ,de l'élément de support précité: La fig. 5 montre une vue en plan de l'élé ment @de support, illustré à la fi-. 4, ayant une forme légèrement modifiée, tandis que la fig. 6 est une élévation de l'élément de support illustré à la. fig. 4.
La fig. 1 montre un instrument à aimant permanent du genre d'Arsonval ayant. une enveloppe 1 renfermant un aimant permanent 2. Cet aimant permanent est pourvu de faces polaires ô et 4 délimitant un entrefer à l'in térieur duquel une bobine 5 est rotativement montée. La bobine 5 porte une aiguille 6 qui, lorsqu'elle est déplacée, franchit la graduation 7 d'un cadran 8. Afin de protéger l'instru ment, un couvercle transparent recouvre le côté ouvert de l'instrument.
Comme il est d'usage dans les instruments à aimant permanent du type d' Arsonval, un élément de mise à zéro est prévu sous forme d'un levier 10 qui peut être actionné pour faire varier l'ajustement de l'instrument. Lorsque le couvercle transparent 9 peut faci lement être enlevé de l'enveloppe 1, celui-ci peut avoir une forme continue et les ajuste ments peuvent être effectués en enlevant le couvercle de l'enveloppe afin de dégager le levier d'ajustement 10.
La fig. 2 montre un instrument sembla ble à celui de la fig. 1 à part de l'aménage ment d'un :dispositif d'ajustement 11 acces sible de l'extérieur. Ce dispositif d'ajustement présente la. forme d'un tourillon qui s'étend à travers un couvercle transparent 9a. et qui est maintenu en position par une. tête exté rieure et un anneau élastique 12 qui est forcé par-dessus la portion du tourillon faisant saillie vers l'intérieur.
Lw tourillon porte aussi une oreille 13 disposée excentriquement qui s'étend dan, une fente 14 prévue dans le levier 10. En fig. ?. on remarquera. que, par une rotation du tourillon d'ajustement 11, le levier 10 est déplacé pour ajuster l'instru ment.
Le couvercle 9 oii 9a peut être fixé à l'en veloppe 1 en pourvoyant le couvercle et l'en veloppe de brides d'engagement 15 et 16. Pour maintenir le couvercle en position sur l'enveloppe, on a prévu une bague fendue à, ressort 17 avant des brides 18 et 19 qui s'en gagent avec les brides 15 et 16. En desserrant la bague 17 et en l'éloignant ensuite des brider 15 et 16, le couvercle 9 on 9a peut facilement être éloigné de l'enveloppe 1.
La, fixation de l'instrument sur un pan neau de support. est facilitée par la présence de clavettes 20 aménagées par intervalles au tour de. la. périphérie de l'instrument. Cha cune des clavettes 20 s'étend à frottement gras dans un trou 21 prévu dans la bride 16 de l'enveloppe. Le trou 21 se termine en rrrrt, fente élargie 2\3 qui est destinée à recevoir la tête de la clavette. En introduisant. l'enve loppe 1. qui peut présenter une forme cylin drique, à travers une ouverture prévue dans un panneau et en déformant leclavettes 20.
l'instrument de mesure peut être maintenu en position :sur le panneau. Dans des instruments à aimant perma nent, il est souvent désirable ide monter un équipement auxiliaire -dans ,l'instrument en question. Un pareil équipement peut être monté oudisposé dans l'espace prévu à l'inté rieur de l'aimant permanent 2,
et est repré senté à la fig. 1 par un élément 23 qui peut être une résistance pour modifier la portée ,de l'instrument ou un redresseur à contacts pour permettre à l'instrument un fonctionne ment en courant alternatif.
La. construction ;de l'aimant permanent et de l'induit est illustrée à la fig. 3. L'ai mant permanent 2 peut avoir la forme d'un aimant permanent massif habituel, quoiqu'on emploie de préférence un aimant permanent de construction lamellée. Bien que l'on puisse employer tout nombre approprié de lamelles, la fig. 3 du dessin annexé ne représente que cinq lamelles 24 qui sont figées à une base de support 25 qui se compose de préférence \ d'une matière isolante non magnétique.
La fixation des lamelles entre elles et à la base 25 peut être effectuée par des rivets 26, 27 et 28 qui s'étendent -à travers les lamelles. Préférablement un de ces rivets, tel que par exemple le rivet 26, ne s'étend pas à travers la base 25 pour que l'écartement des faces polaires 3 et 4 ide l'aimant permanent puisse être modifié à l'encontre de l'élasticité de l'ai mant permanent pour des raisons, qui seront décrites dans la suite. Comme indiqué à la fig. 3,
.la base 25 est pourvue d'ouvertures 29 destinées à recevoir -des vis formant bornes 30 et 31 et est munie d'ouvertures addition nelles 32.
Les vis formant bornes 30 et 31 peuvent aussi être employées pour figer l'aimant per manent 2 à l'enveloppe 1. Dans ce cas, .les vis formant bornes possèdent des têtes 33 et 34 qui s'engagent avec .la base isolante 25 et s'étendent à travers :des piliers 35 solidaires de l'enveloppe 1.
Des écrous appropriés 36 sont prévus pour figer les vis. formant bornes à leur place et y établir -des connexions élec triques appropriées. Les rivets 26 et 27 sont taraudés pour recevoir des vis 37 employées pour fixer le cadran 8 à l'aimant 2. L'induit,de l'instrument est monté sur un élément de support 38 qui se compose d'une matière non magnétique telle que du laiton.
Cet élément4e support présente une forme en<B>S</B> ayant deux extrémités. 39 et 40 reliées par une traverse @de liaison 41. L'aimant permanent ou l'élément de support -est pourvu de rai nures pour y recevoir des rebords formés sur l'autre de ces,deux parties. Dans la construc tion représentée, .la matière employée pour l'élément -de support est assez épaisse pour recevoir une pluralité de rainures alignées 42, 43, 44 et 45.
Par l'inspection -de la fig. 3, on verra que -ces. rainures sont ,disposées de ma nière à s'engager avec les bords opposés 46, 47, 48 et 49 formés par des saillies sur les côtés opposés ,des faces polaires arquées 3 et 4. L'espacement entre les rainures 42 et 43 et entre les rainures 44 et 45 est légèrement- plus grand que celui entre .les bords 46 et 47 et entre les bords 48 et 49.
Pour insérer l'élément ,de support 38 entre les faces. polaires 3 et 4, un outil approprié est appliqué sur l'aimant 2 -de manière à écar ter légèrement les faces polaires 3 et 4 l'une de l'autre ;à l'encontre de l'élasticité de l'ai mant. En général, nu mouvement d'écarte ment -de l'ordre de 0,15 mm est suffisant. Avec des faces polaires ainsi écartées, l'élé ment,de support 38 peut être placé de manière à recevoir les bords 46, 47, 48 et 49 .dans les rainures 42, 43, 45 et 44.
Lorsque l'aimant permanent 2 est relâché, son élasticité force les bords à s'engagerdans ,les rainures, pour serrer ainsi l'élément de support 38 en place.
Il est -à remarquer que l'élément de sup port 38 agit comme un élément-es.paceur pour écarter ,les faces polaires 3 et 4 l'une de l'autre. Pour cette raison, il n'est pas néces saire que les rivets 26 et 27 produisent un -alignement relativement exact des lamelles ou qu'ils les serrent fermement.
De plus, :des variations dans les aimants permanents, telles que celles produites par un gondolement des- dits aimants durant le traitement thermique, n'ont pas un effet appréciable sur l'espace ment final des faces polaires 3 et 4. En outre, les rainures et bords établissent un interver- rouillage qui permet un mouvement de l'élé ment de support 38 seulement dans une di rection sensiblement parallèle à l'axe de l'en- trefer entre les faces polaires 3 et 4.
La construction dudit; élément de support est illustrée plus clairement aux fib. 4, 5 et 6.
Les trois parties -de l'élément de support 38 comprenant les parties terminales<B>29</B> -pi 40 et la traverse de liaison 41 sont pourvue d'ouvertures alignées 50, 51 et 52. L'ouver ture centrale 51 reçoit lin rivet 53 pour fixer -Lui noyau magnétique 54 à l'élément de sup port. Ce noyau magmétique peut être d'une construction unitaire. Au dessin annexé, il comprend une pluralité de disques on ron delles magnétiques disposés de part et d'autre de la. traverse de liaison 41.
Comme montré à la fib. 5. une des rondelles :55 présente une rainure ou gorge pour recevoir la traverse de liaison 41.
Les ouvertures 50 et 52 peuvent être pour vues de filetages pour la. réception de paliers 56 et 57 (voir à la. fib. ?). Ces paliers sont disposés de manière à. recevoir des bouts d'arbre 58 et 59 montés sur la bobine mo bile 5.
Il est entendu que le noyau magnétique 54 est maintenu en position entre les faces polaires 3 et 4 déterminant entre elles et lui un entrefer annulaire. La. construction magné- tique renfermant l'aimant permanent ? et le noyau magnétique 54 crée un champ magné tique de haute intensité dans cet entrefer an nulaire, dans lequel la bobine 5 est rotative- ment montée. Des encoches 60 peuvent. être prévues dans la. traverse de liaison 41 pour procurer à la bobine 5 un chemin de parcours augmenté.
Conformément à, la pratique bien connue, une borne -de la bobine 5 est reliée par lin conducteur flexible ou ressort 61 à une patte 62 qui est montée sur le palier 5 7 et qui en est isolé. La patte 62, de son côté, est reliée par un conducteur 63 à une des vis termi nales, 30. L'autre vis terminale, 31, est reliée à la masse de l'aimant permanent à l'aide d'une bande conductrice 64. Un ressort 65 est employé pour relier la. borne encore libre de- la bobine 5 par le levier 10 qui est pivoté sur le palier 56, à l'aimant permanent ?.
Con formément à la pratique, le mouvement de rotation du levier 10 peut être employé pour faire varier la position du ressort 65 dans le but de faire varier l'ajustement de l'instru ment.
La. fabrication de l'élc,ineni de support 38 débute par la formation de surfaces parallèles sur la, traverse de liaison 41. Ces surfaces parallèles doivent recevoir les rondelles ma- bnétiques constituant le noyau 54. Après que les surfaces parallèles ont \été formées, l'élé inent de support 38 est plié en forme, préfé- rablement: en :serrant la traverse de liaison 41, et les rainures parallèles 42, 43, 44 et 45 y sont formées. En même temps. les encoche 60 peuvent y être taillées.
Après la formation des rainures et pen dant que l'élément de :support 38 est encore serré par sa traverse de liaison 41, les trous 50. 51 et :52 sont percés, ce qui est fait préfé- rablement: en une seule opération de perçage. De cette manière. les rainures sont: eoupées avec exactitude perpendiculairement par rap port aux surfaces plates (le la traverse de liaison 41 et les trous ou ouvertures 50, 51 ou 52 sont exactement percés en alignement et le long d'un .axe perpendiculaire par rap port aux mêmes surfaces.
Grâce à cette coiis- truetion, il n'est pas nécessaire que les extré mités 39 et 40 de l'élément de support soient parallèles l'une par rapport à l'autre ou à la traverse de liaison 41. Attendu que les trous 50 ou 52 sont exatement alignés pour recevoir les vis d'appui, l'inclinaison exacte des extrémités 39 et 40 est de moindre impor tance.
De plus. il est à remarquer que l'élément en forme d'un<B>S</B> 38 remplit une série de fonc tions. En premier lieu. il met les lamelles de l'aimant permanent 2 en alignement exact et établit avec exactitude l'entrefer entre le.: faces polaires 3 et 4. Ensuite. .l'élément dc support 38 porte le noyau magnétique 54 et le place exactement à l'intérieur de l'entrefer entre les faces polaires 3 et 4.
Puis, l'élément de support 38 place les vis d'appui 56 et 57 exactement en a;lâ'gnement pour supporter 1a bobine 5 en bonne position à l'intérieur de l'entrefer annulaire entre le noyau magné tique 54 et les faces polaires 3 et 4.
En se référant aux fig. 1 et 2, on verra que l'aiguille 6 est une aiguille droite aUja- cente au cadran 8. Pour faciliter la lecture, -le couvercle 9 ou 9a -est pourvu d'une portion de faible hauteur 9b par-dessus l'extrémité libre de l'aiguille 6 et d'une capote surélevée 9c par=dessus l'induit -de l'instrument pour prévoir un jeu suffisant. Le couvercle 9 ou 9a peut être moulé en une seule pièce en une matière transparente appropriée telle que du verre, ou en une matière plastique transpa rente, telle qu'une résine -à base de metha- erylate méthylique.
Comme représenté à la fig. 2, le couvercle 9 ou 9a est pourvu d'un rebord périphérique 9d entourant le cadran. Lorsque l'instrument est éclairé par la lumière extérieure, le re bord 9d permet l'admission d'une quantité augmentée -de lumière pour éclairer le cadran 8 et l'aiguille 6.
L'enveloppe 1 peut avantageusement se composer de toute matière isolante appropriée telle qu'une résine à base .de formaldéhyde phénolique.
Il semble que le fonctionnement et le mon tage -de l'instrument décrit se comprennent sans autres -de la description ci-dessus. Tout nombre approprié de lamelles -de, matière<B>à</B> aimant permanent peut être formé à la forme voulue, traité à la chaleur, vieilli (aged), aimanté et assemblé à la. base 25 à l'aide des rivets 26, 27 et 28.
Grâce à la forme d'un S de l'-6lément,de support, la bobine 5 peut facilement être .glis sée par-dessus l'élément :de support :avec ses bouts d'arbre en position pour .s'engager avec les vis d':
appui 56 et 57. Lorsque l'induit est complètement monté, l'écartement des faces polaires 3 et 4 de l'aimant permanent 2 peut être légèrement augmenté à l'encontre .de l'élasticité de l'aimant permanent à l'aide d'un outil approprié. L'induit peut alors être glissé dans la position .dans laquelle les. rai- dures 42, 43, 44 et 45 sont .disposées de_mà- nière à recevoir les bords saillants 46, 47, 49 et 48.
Lorsque l'aimant permanent 2 est re lâché, il maintient fermement l'induit en po sition opérative. Les seuls endroits de contact entre l'induit et l'aimant permanent sont les portions d'aboutement ou surfaces alignées faisant prise sur les bords 46; 47, 48 et 49.
Le conducteur 63 peut alors être fixé à la patte 62, et l'aimant permanent 2 portant l'induit peut être monté dans l'enveloppe à l'aide :des vis-bornes 30 et 31. Le cadran voulu est fixé à l'aimant permanent à l'aide des vis 37 et le couvercle 9 ou 9a y est monté à l'aide de l'anneau fendu à ressort 17, com plétant ainsi l'ensemble @de l'appareil.
Suivant le désir, le couvercle peut être pourvu d'une entaille 9e pour recevoir une patte la montée sur l'enveloppe 1. La patte et .l'entaille coopèrent ensemble pour empê cher le montage du couvercle, lorsqu'il est déplacé de sa position normale par rapport à l'induit.