Appareil de mesure électrique.
La présente invention a pour objet un appareil de mesure électrique pour mesurer des valeurs intégrées avec indication de maxi muni d'une grandeur électrique variable.
I1 est souvent désirable de prévoir des mesures de grandeurs électriques qui montrent aussi bien leurs valeurs intégrées que leurs valeurs maximum. Dles dispositifs de ce genre sont ordinairement employés pour mesurer l'énergie électrique dans des wattheures-mètre.
Des watt-heures-mètre à indication de maximum connus comportent un watt-heuresmètre muni de façon amovible d'un enregistreur de maximum. L'enregistreur de maximum est muni d'un mécanisme de réglage de temps en forme d'un petit moteur électrique synehrone. Le mécanisme de réglage de temps peut servir à l'un des deux buts suivants:
Dans certains enregistreurs de maximum, le mécanisme régulateur de temps sert à fournir un mouvement de rotation constant avec lequel est comparé le mouvement de rotation d'un induit de watt-heures-mètre.
Dans une seconde forme de l'enregistreur de maximum, le mécanisme régulateur de temps sert à interrompre plériodiquement le couplage entre un induit de watt-heuresmètre et un organe de mesure de maximum.
Un pareil enregistreur est connu comme enregistreur de maximum à intervalle de mesure.
Il enregistre l'énerl ; ie électrique ou consommation en watt-heures pendant un intervalle prédéterminé, par exemple de 1E5 ou 30 minutes.
\ Bien que des enregistreurs de maximum de ces types fonctionnent de façon satisfaisante, la nécessité de prévoir l'alimentation des moteurs synchrones les rend moins adaptables à leur disposition amovible dans des watt-heures-mètre. Lorsqu'un enregistreur de ce genre doit être appliqué à un wattheures-mètre, il faut établir des connexions, à partir du circuit sur lequel le watt-heuresmètre est branché jusqu'au moteur synchrone.
En outre, si l'enregistreur doit être enlevé du watt-heures-mètre pour une révision ou par d'autres raisons, il faut interrompre les con nexions électriques du moteur synchrone avec sa source d'énergie.
Un autre inconvénient du moteur syn chrone consiste dans le fait qu'il est constamment en marche, même lorsqu'aucune énergie électrique ne passe par le watt-heures-mètre.
Quoique Ia consommation d'énergie du moteur synchrone ne soit pas grande, la nécessité de fournir constamment de l'énergie à celui-ci présente un certain inconvénient.
Il est possible d'employer, à la place du moteur synchrone, un mouvement d'horlogerie pour obtenir le réglage de temps désiré. Toutefois, les mouvements d'horlogerie sont en général volumineux et d'un poids considérable. Pour ces raisons, ils ne sont pas appropriés pour bien des installations de watt-heuresmètre dans lesquelles la place est restreinte et pour lesquelles on désire un enregistreur amovible. Un autre inconvénient des mouvements d'horlogerie résulte de la nécessité de les remonter périodiquement. Etant donné que les enregistreurs de maximum doivent être en marche pendant de longues périodes sans aucune surveillanoe, la nécessité de les remonter présente un inconvénient.
L'invention se propose donc de surmonter les difficultés susénoncées dans un appareil de mesure à indication de maximum d'une grandeur électrique variable comprenant un instrument de mesure ayant une partie mobile en concordance avec une grandeur électrique variable qui doit être mesurée, un élément de mesure de maximum et des moyens pour coupler celui-ci avec ladite partie mobile pour l'actionner.
L'appareil de mesure suivant l'invention comporte des moyens d'accumulation d'énergie accouplés à la partie mobile de façon à être aIimentés en énergie par celle-ci et des moyens pour introduire un réglage de temps dans le fonctionnement de l'élément de mesure de maximum, ces derniers moyens comportant un dispositif régulateur de temps actionné par les moyens d'accumulation d'énergie.
Une forme d'exécution de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La a fig. 1 montre une vue en plan d'un appareil de mesure, certaines parties étant enlevées;
la fig. 2 montre une vue en perspective de l'appareil de mesure représenté à la fig. 1, certaines parties étant enlevées;
la fig. 3 montre une vue de front d'une partie de l'ensemble du cadran et aiguilles de l'appareil suivant la fig. 1, et
la fig. 4 montre une vue en plan d'un détail de l'appareil de mesure suivant la fig. 1.
La fig. 1 montre un appareil de mesure ayant une partie rotative tournant en concor dance e avec une grandeur électrique variable qui doit être mesurée. Bien que cet appareil puisse être de types bien différents, on supposera pour cette explication que l'appareil de mesure 1 est un watt-heures-mètre à induction représenté à la fig. 1 par son disque induit 2.
Pour indiquer ou enregistrer les révolutions du disque 2, un enregistreur 3, amovible, fait partie du watt-heures-mètre 1. Cet enregistreur 3 comporte une plaque de front 4 espacée d'une plaque de base 5. Pour maintenir l'espacement de ces plaques, la plaque de front 4 est munie de jambes 6 ayant des rebords 7. Les rebords 7 sont fixés à la plaque de base 5 au moyen de vis à tête 8 passant par les rebords 7 et vissées dans des trous taraudés de la plaque de base 5. L'enregistreur comporte également un support dirigé vers l'arrière et ayant une paroi supérieure 10 fixée à la plaque de base 5 au moyen de rivets ou par soudure. La paroi 10 supérieure est formée d'une plaque qui est recourbée de façon à former une paroi arrière 11 et une paroi de fond 12.
Pour la fixation amovible de l'enregistreur 3 sur le watt-heures-mètre, la paroi arrière 11 est munie d'une paire de chevilles de fixation espacées 13. Dans la position de fixation, ces chevilles pénètrent dans des douilles 14 du watt-heures-mètre. Chacune des douilles 14 comporte une vis de blocage 15 pour assurer la cheville adjointe dans la position de fixation. Pour monter l'enregistreur 3 dans la position de service, les chevilles 13 sont simplement insérées dans les douilles 15 et les vis de blocage 15 sont serrées pour bloquer les chevilles en place. Pour enlever l'enregistreur, on exécute l'opération inverse.
Pour produire une indication de l'énergie électrique intégrée passant par le watt-heuresmètre, plusieurs aiguilles d'intégration 20, 21, 22 et 23 sont disposées de façon à pouvoir tourner sur l'enregistreur 3. Chacune des aiguilles d'intégration est montée sur un arbre 24, 25, 26 et 27 respectivement qui passe par une ouverture de palier dans la plaque de front 4. Sur les arbres 24, 25 et 26 sont fixés des pignons 28, 29 et 30 respec tivement Des roues dentées 31, 32 et 33 engrenant respectivement avec les pignons 28, 29 et 30, sont fixées sur les arbres 25, 26 et27 respectivement.
La relation entre les pignons et les roues dentées est telle que les aiguilles 22, 21 et 20 tournent à des vitesses multiples de la vitesse de rotation de l'aiguille 23. Ainsi, par exemple, les aiguilles 22, 21 et 20 peuvent être disposées de façon à faire respectivement 10, 100 et 1000 tours pour chaque révolution de l'aiguille 23. Par conséquent, si l'aiguille 20 est disposée pour tourner en concordance avec des unités de l'énergie électrique mesurée par le watt-heures-mètre, les aiguilles 21, 22 et 23 tournent respectivement en concordance aveo des multiples de ces unités. La relation entre les aiguilles est bien connue à tout expert.
Pour actionner les aiguilles d'intégration 20, 21, 22 et 23 en concordance avec la rotation du disque 2, un pignon 40 fixé sur le disque est couplé avec les aiguilles d'intégration au moyen d'engrenages appropriés. A cet effet, le pignon 40 engrène avec une roue dentée 41 montée sur un arbre 42 de façon à tourner avec celui-ci. L'arbre 42 s'étend entre la paroi supérieure 10 et la paroi de fond 12 dans lesquelles il est logé de façon à pouvoir tourner. Une vis sans fin 43, fixée sur l'arbre 42, engrène avec une roue héli coïdale 44 fixée sur un arbre 45.
Comme représenté à la fig. 1, l'arbre 45 s'étend entre la paroi arrière 11 et la plaque de base 5 dans lesquelles il est logé de façon à pouvoir tour ner. A son extrémité antérieure, l'arbre 45 porte un pignon 46 engrenant avec une roue dentée 47 fixée sur un prolongement de l'arbre 24. Grâce à la disposition de ces engrenages, les aiguilles d'intégration 20, 21, 22 et 23 sont actionnées en concordance avec la rotation du disque 2.
Pour mesurer l'énergie électrique maximum passant par le watt-heures-mètre, un organe de mesure de maximum 50 est prévu sur l'arbre 51. Cet organe 50 peut tourner par rapport à l'arbre 51. I1 est établi sous forme d'une roue dentée qui est couplée avec le pignon 40 en vue de tourner en concordance avec la rotation du disque induit 2.
Ce couplage comporte un pignon 52 fixé sur l'arbre 42 de façon à tourner avec celui-ci.
Le pignon 52 engrène avec une roue dentée 53 montée sur un arbre 54. L'arbre 54 s'étend entre les parois 10 et 12 dans lesquels il est logé de façon à pouvoir tourner. Un pignon 55, fixé sur l'arbre 54, engrène avec une roue dentée 56. Cette roue dentée 56 est munie d'une creusure 56a limitée par une surface cylindrique 57 dont le but sera expliqué par la suite. La roue dentée 56 est montée sur un arbre 58 de façon à tourner avec celui-ci.
Ce montage est réalisé par un collet de fixation 59 sur l'arbre 58 au-dessus de la roue dentée 56, et par un collet similaire non représenté au-dessous de la roue dentée 56. Ces collets empêchent un mouvement axial de la roue dentée par rapport à l'arbre tout en permettant un mouvement de rotation par rapport à l'arbre 58.
Le mouvement de rotation de la roue dentée 56 produit une rotation de la couronne dentée 60. Cette couronne dentée est fixée sur un arbre 61 portant un pignon 62 engrenant avec la roue dentée 50 formant l'organe de mesure de maximum. Grâce à cet engrenage, le mouvement de rotation du disque 2 produit la rotation de la roue dentée 50. Le sens de rotation du disque 2 et des roues dentées 41, 53, 56, 60 et 50 est indiqué par des flèches sur les parties respectives.
Certaines parties du mécanisme peuvent être en relation concentrique ou télescopique.
Ainsi, par exemple, l'arbre 26 de l'aiguille d'intégration 22 est muni d'un passage formant palier pour recevoir l'arbre 61. Par con séquent, les arbres 26 et 61 coopèrent dans un petit espace pour supporter leurs roues dentées et -pignons respectifs.
D'une manière quelque peu similaire, l'arbre 51 est disposé dans un passage prévu dans l'arbre 27. Il est à noter que la vitesse de rotation des arbres 26 et 27 est relativement petite en comparaison de celle des arbres 24 et 25. La construction télescopique est de préférence appliquée aux arbres ayant la vitesse plus petite.
Afin d'obtenir une indication de l'énergie maximum, il est désirable que la rotation du disque 2 soit comparée à un mouvement de rotation constant ou que la rotation du disque soit mesurée pour chacun de nombreux intervalles de temps égaux prédéterminés. Pour le but envisagé, il doit être supposé que l'organe de mesure de maximum 50 soit actionné pen- dant chacun des nombreux intervalles de mesure.
A cet effet, il est désirable qu'un embrayage ou des roues dentées débrayages soient prévues dans le couplage entre l'organe à maximum 50 et le disque 2 en vue d'interrompre Ie couplage entre eux à la fin de chaque intervalle de mesure. Dans l'exemple décrit, la roue dentée 56 est montée de façon à pouvoir la mettre en et hors d'engrénement avec la couronne dentée 60.
Ce mouvement de la roue dentée 56 en et hors d'engrènement avec la couronne dentée 60 est effectué au moyen d'une came 70 fixée sur l'arbre 56 et tournant avec celui-ci. Cette came 70 dépasse une ouverture dans la paroi supérieure 10 (fig. 1) et coopére avec une oreille 71 de la paroi superieure.
L'arbre 58 s'étend entre une paire de plaques parallèles 72 et 73. Ces plaques sont maintenues en espacement au moyen de bou- ions d'espacement 74 sur lesquels les plaques sont fixées au moyen de vis à tête (non représentées). Dans les plaques 72 et 73 est égale- ment supporté un arbre 75 qui s'étend entre les parois 10 et 12, dans lesquelles il est logé axe façon à pouvoir tourner. A cet effet, les parois sont munies de vis à paliers 76 (fig. 1) pour recevoir les extrémités de l'arbre 75. Les plaques 72 et 73 constituent ainsi un châssis guidant l'arbre 58 et la roue dentée 56 pour un mouvement pivotant autour de l'axe de l'arbre 75.
Pendant chaque rotation de l'arbre 58, la came 70 vient engager l'oreille 71, avec laquelle elle coopère afin de faire pivoter la roue dentée 56 autour de l'axe de l'arbre 75 d'une distance suffisante pour amener la roue dentée 56 hors d'engrènement avec la couronne dentée 70. Ce mouvement n'est pas suffisant pour amener la roue dentée 56 hors d'engrènement avec son pignon 55.
Le mouvement de rotation de l'arbre 58 est déterminé par l'intervalle de mesure désiré pour l'enregistreur de maximum. Dans la pratique, on emploie en général des intervalles de 15 ou de 30 minutes. Si l'on désire donc un intervalle de 15 minutes, l'arbre .5 tourne avec une révolution en 15 minutes. Dans ce cas, la came 70 vient engager l'oreille 71 une fois dans chaque intervalle de 15 minutes pour séparer la roue dentée 56 de la couronne dentée 60.
Pour le réglage de temps de la rotation de l'arbre 56, on a prévu un mécanisme régulateur de temps a' échappement qui comporte une roue d!éichappement 80, un levier d'échap- pement 81 ayant des dents d'échappement 8 coopérant avec la roue d'échappement 80 et ayant une fourchette 83 coopérant avec une goupille 84 fixée sur un balancier 815. Un spiral 86 est. adjoint au balancier pour déterminer sa période d'oscillation. a;a roue d'éehappement & 0, le levier d'échappement 81 et le balancier 85 sont fixés respective- ment sur les arbres 87, 88 et 89 qui sont logés de façon à pouvoir tourner dans les plaques 72 et 73.
L'arbre 58 est couplé avec l'arbre 87 de la roue d'échappement au moyen d'un engrenage 9Q logé de façon à pouvoir tourner dans les plaques 72 et 73. Par conséquent, le mou veinent de rotation de l'arbre 58 est déter- miné par le mécanisme régulateur de temps à échappement.
Pour actionner l'arbre 58 ainsi que le mé- canisme régulateur de temps à échappement, on a prévu un dispositif d'accumulation d'énergie en forme d'un ressort spiral 91. Ce ressort spiral est logé dans la creusure 56a formée dans la roue dentée 56.
Comme il a été mentionné, il est désirable d'aecumuler de l'énergie dans le ressort 91 par l'action du disque induit 2. A cet effet, le ressort 91 est couplé avec le disque 2 par l'intermédiaire d'un accouplement ou embrayage à glissement réalisé par frottement entre une extrémité du ressort spiral 91, d'une part, et la roue dentée 56, d'autre part.
Comme représenté au dessin annexé, l'extrémité intérieure du ressort spiral 91 est rigidement fixée au collet 59 de l'arbre 58. L'extrémité extérieure du ressort 91 est en enla, age- ment par frottement avec la paroi 'cylindrique 5.7 de la roue dentée 56. Par suite de eet arrangement, la rotation du disque 2 entraîne la rotation de la roue dentée 56 tout en produisant une accumulation d'énergie 'dans le ressort spiral 91.
Lorsque l'énergie accumulée dans le ressort dépasse une valeur prédéterminée, l'extrémité extérieure du ressort spiral glisse par rapport à la roue dentée 516 pour permettre que la rotation du dislque 2 continue sans lui imposer une charge excessive.
L'énergie accumulée dans le ressort 91 provoque le mouvement de rotation de'l'arbre 58. Toutefois, la rotation de l'arbre 58 est réglée par suite du fonctionnement du méca- nisme régulateur de temps à échappement adjoint à une révolution en 1.5 minutes, lorsqu'on désire obtenir un intervalle de mesure de 15 minutes. Pendant chacun de ces intervalles, la came 70 vient engager l'oreille 71 pour séparer temporairement les roues dentées 56 et 60.
Lorsque les roues dentées 56 et 60 se séparent, il est désirable que la roue dentée 50 comme organe de usure de maximum soit ramenée à un réglage prédéterminé ou à zéro, dans lequel un poussoir 100 de cette roue vient s'engager avec une butée fixe 101.
A cet effet, la roue dentée 50 est munie d'un ressort spiral 102 ayant son extrémité intérieure reliée à la roue dentée 50 et son extrémité extérieure à un support fixe 10l3. Ce ressort est disposé de façon à faire tourner la roue à maximum en sens inverse des aiguilles d'une montre, comme représenté à la fig. 2'. Par conséquent, lorsque les roues dentées 56 et 60 se séparent temporairement, le ressort 1021 amène la roue 50 à sa position prédéterminée ou à zéro dans laquelle le poussoir 100 vient buter contre la butée fixe 10"1.
Il en résulte donc que l'organe à maximum 50 est couplé avec le disque induit 2 pour effectuer une rotation jusqu'à une position qui dépend de la rotation totale du disque 2 pendant un intervalle de 15 minutes.
1 ! 1 est désirable qu'une indication de la rotation maximum de l'organe de mesure de maximum 50 soit obtenue pendant une période de décompte qui peut être d'une durée d'un mois. Une pareille indieation peut être obtenue par l'adjonction d'un indicateur de maximum tel qu'une plume ou aiguille à l'organe à maximum 50. Comme représenté au dessin, l'arbre 51 s'étend en dehors de l'arbre 27 et est pourvu à son extrémité extérieure d'une aiguille de maximum 110.
L'arbre 51 est également muni d'un levier 111 qui est placé dans le parcours du poussoir 100. Par conséquent, lors de la rotation de l'organe à maximum 50, le poussoir 100 vient s'engager avec le levier 111 pour faire tourner l'arbre 51 avec l'aiguille 110. L'arbre 51 avec l'aiguille 110 est maintenu dans la position atteinte lors de la rotation au moyen d'un ressort plat 112 qui s'appuie sur la surface périphérique d'un disque 113 fixé sur l'arbre 51. Le ressort plat 112 est fixé à un support fixe 114. Le ressort 112 est réglé de façon à s'appuyer légèrement sur le disque 11'3. Par suite du frottement entre le ressort et le disque, l'aiguille 110 est maintenue dans toute position.
Cet engagement de frottement n'imposera au mécanisme aucune charge excessive.
Pour l'indication des quantités mesurées par l'enregistreur, un cadran 120 est fixé sur la plaque de front 4. Ce cadran est muni d'échelles 121 pour les aiguilles d'intégration . 21, 22 et 23. En outre, il est muni d'une échelle 122 pour l'aiguille de maximum 110.
L'échelle 12t2 est concentrique à l'échelle 121 adjointe à l'guille 23 ayant le mouvement le plus lent. Ces échelles sont graduées pour indiquer les valeurs intégrées et de maximum mesurées par les aiguilles 2-0, 21, 2-2-, 23 et 110
Le fonctionnement de l'enregistreur décrit résulte sans autre de la descrIption précé- dente. Lorslque l'instrument de mesure 1 est relié pour mesurer la quantité électrique dési- rée telle que l'énergie électrique, le disque induit 2 tournera en concordance avec l'énergie électrique qui doit être mesurée.
La rotation du disque 2 provoque le mouvement de rotation des aiguilles d'intégration 20, 21, 22 -et 23 en concordance avec la valeur intégrée de l'énergie électrique.
En plus, la rotation du disque induit 2 sert à produire la rotation de l'organe de mesure de maximum 510. En outre, la rotation du disque 2 produit une accumulation d'énergie dans le ressort spiral 91. L'énergie accumulée dans le ressort 91 sert à actionner -le mécanisme régulateur de temps à échappement qui est du type à démarrage automatique. Si l'énergie accumulée dans le ressort spiral 91 dépasse une valeur prédéterminée, la roue dentée 56 glissera par rapport au ressort spiral pour permettre au disque 2 à -con- tinuer son mouvement de rotation sans y produire une -charge excessive.
L'énergie maxi muni accumulée dans le ressort 91 avant le glissement de la roue dentée 516 peut considé- rabilement varier ; par exemple, le ressort peut être établi pour un maximum d'énergie accu- mulée suffisant à actionner de lui-même le mécanisme d'échappement pendant plusieurs minutes.
La came 70 tourne sous le contrôle du mécanisme régulateur de temps à échappe- ment pour venir buter contre l'oreille -71 et faire pivoter la roue dentée 56 autour de l'axe de l'arbre 75 à la fin d'un intervalle de mesure qui peut être d'une durée de 15 mi -nutes. Le mouvement resul. tant de la roue dentée 58 -amène celle-ci hors d'engrènement -avec la couronne dentée 610 et permet au ressort spiral 102 de faire tourner l'organe à maximum 50 en sens inverse au mouvement des aiguilles d'une mont-re vers sa position prédéterminée de zéro.
Le sommet de la came 70 quitte alors l'oreille 71 après un court intervalle pour permettre aux roues dentées 56 et 60 de revenir de nouveau en engrènement afin de-commencer un nouvel intervalle de mesure. Pendant ce prochain intervalle de mesure, le levier 111 et l'aiguille 110 ne sont pas affectés, si le poussoir 1û0 ne dépasse pas son mouvement maximum antérieur. Toutefois, si la demande pendant un intervalle dépasse toute demande antérieure pendant la période de décompte, le poussoir 100 vient buter contre le levier 111 pour faire avancer l'aiguille 110 sur l'échelle. Par conséquent, l'aiguille 110 indique le déplacement maximum de la roue dentée 50 et le maximum d'énergie électrique pour tous les intervalles de mesure de 15 minutes se présentant pendant une période de décompte.
A la fin de la période de décompte, la lecture de l'ai- guille 11s0 sur une échelle 122 peut être notée, et l'aiguille 110 peut alors être ramenée à la main vers sa position de zéro jusqu'à ce que le levier 111 vienne buter contre le poussoir 1.00. L'enregistreur est ainsi mis en condition pour une nouvelle période de décompte.
Comme il résulte de la fig. 2, la réaction du ressort spiral 91 s'exerce dans une direction telle qu'il force la roue dentée 56 élasti- quement en engrènement avec la couronne dentée 60. Cet -arrangement du ressort spiral élimine la nécessité -de ressorts additionnels pour assurer le couplage des roues dentées 56 et 60 ;
Lors du fonctionnement, l'enregistreur 3 impose une faible charge additionnelle au disque induit 2.
Cette charge varie légèrement en concordance avec la quantité d'éner gie accumulée dans le ressort spiral 9e1. Toutefois, les effets de cette charge additionnelle peuvent être pratiquement compensés pour un fonctionnement à faible charge du disque induit 2 par une manipulation appropriée du réglage à faible charge qui est ordinairement prévu dans des watt-heures-mètre. Lorsque le disque induit 2 fonctionne à une charge plus élevée telle qu'au-dessus de 50 % de la charge normale, un léger freinage imposé par l'enregistreur 3 peut être pleinement compensé par une manipulation appropriée du réglage à pleine charge prévu dans les watt-heuresmètre.
En procédant ainsi, il est possible de maintenir parfaitement bien l'exactitude de l'appareil de mesure dans les limites commerciales acceptables.
REVENDICBTION:
Appareil de mesure électrique pour mesurer des valeurs intégrées avec indication de maximum d'une grandeur électrique variable comprenant un instrument de mesure ayant une partie mobile en concordance avec une grandeur électrique variable qui doit être mesurée, un élément de mesure de maximum et des moyens. pour coupler celui-ci avec ladite partie mobile pour l'actionner, caractérisé par des moyens d'accumulation d'énergie accouplés à la partie mobile de façon à être alimentés en énergie par celle-ci et des moyens pour introduire un réglage de temps dans le fonctionnement de l'élément de mesure e de maximum, ces derniers moyens comportant un dispositif régulateur de temps actionné par "les moyens d'accumulation d'énergie.