CH286900A - Voltmètre à résistance d'entrée très élevée. - Google Patents

Voltmètre à résistance d'entrée très élevée.

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CH286900A
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Description


  



  Voltmètre à résistance d'entrée très élevée.



   Un grand nombre de mesures de tension exige l'emploi d'appareils n'absorbant prati  quement    pas de courant. Les voltmètres à tubes électroniques répondent à cette condition, mais ils se prêtent mal à la mesure des tensions élevées surtout continues. Les voltmètres électrostatiques sont en général fragiles et leur échelle de lecture est incommode, la déviation étant proportionnelle au carré de la différence de potentiel à mesurer.



   La présente invention a pour objet un voltmètre dont la résistance d'entrée est très élevée, pratiquement infinie, et qui peut être agencé aussi bien pour mesurer des tensions relativement basses que des tensions de plusieurs centaines de kilovolts. Il permet, en outre, une construction extrêmement robuste et remarquablement compacte.



   Le voltmètre conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une petite génératrice électrostatique à influence,   com-    portant au moins un inducteur destiné à être relié à l'une des bornes de la source de courant dont on désire mesurer la tension, et au moins un induit destiné à être relié à la seeonde borne de ladite source à travers un   cir-    cuit à pertes négligeables et comportant un appareil de mesure du courant passant dans ledit circuit, des moyens étant prévus pour déterminer un mouvement de rotation relative à vitesse sensiblement constante, de l'indueteur et de l'induit.



   Le nouveau voltmètre permet les mesures des tensions continues et alternatives. Pour faciliter l'exposé de l'invention, on envisagera d'abord, dans les exemples de réalisation qui vont être décrits, la mesure des tensions continues, puis l'on indiquera, les précautions et corrections à introduire pour la mesure des tensions alternatives.



   On a représenté aux dessins ci-joints dif  férents    exemples de réalisation du voltmètre objet de l'invention.



   Dans ces dessins :
 Fig. 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation du voltmètre.



   Fig. 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation.



   Fig. 3 représente un détail d'une variante.



   Fig. 4 représente   schématiquement un troi-    sième mode de réalisation du voltmètre.



   Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale du voltmètre selon la fig.   4.   



   Fig. 6 est une vue par en dessus d'un détail de ce voltmètre.



   Fig. 7 est une vue en bout de ce voltmètre.



   Fig. 8 représente un dispositif correcteur faisant varier l'intensité du courant traversant l'appareil de mesure en fonction inverse de la fréquence de ce courant.



   Fig.   9,      9a et    10,   10"sont    des diagrammes relatifs aux mesures de tension respectivement en courant continu et en courant alternatif. 



   Tel qu'il est représenté à la fig. 1, le voltmètre comprend un stator inducteur formé par deux coquilles cylindriques 1 et 1'reliées   à une    borne 2. Deux autres coquilles   cylindri-    ques 3 et 3'également fixes et formant écrans sont intercalées entre les coquilles 1 et 1'et sont reliées à la masse.

   Un rotor induit est constitué par deux paires de coquilles   eylindri-    ques   4-4'et      5-5'formant    transporteurs, placées coaxialement avee les coquilles 1-1' et   3-3'et    reliées respectivement à des lames collectrices 6-6'et 7-7'avee lesquelles peuvent coopérer des balais 8-8'reliés directement à la masse et des balais 9-9'reliés également à la masse, mais par l'intermédiaire   d'un    appareil de mesure de courant 10 tel qu'un galvanomètre à cadre mobile.

   Les balais sont calés de telle manière que chacune des coquilles de l'induit est reliée à la masse à partir du moment où elle vient en regard d'une coquille inductrice 1 ou   1'jusqu'au      mo-    ment où elle commence à dépasser cette   co-    quille et, entre temps, à l'appareil de mesure, c'est-à-dire à partir du moment où elle vient en regard d'un des écrans 3 ou 3'jusqu'au moment où elle commence à dépasser cet écran. Un moteur non représenté, par   exemple un moteur    asynchrone synchronisé, permet de faire tourner le rotor à une vitesse aussi constante que possible.

   La source, dont on désire mesurer la tension   If,    a une de ses bornes   connec-    tée à la borne 2 et l'autre   à une borne    11 reliée à la masse.   Les lames 6-6'et 7-7'du    collecteur occupent le même angle que les coquilles rotoriques, soit sensiblement   90     dans l'exemple représenté, et sont placées en regard de ces coquilles.



   Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
 Si l'on suppose que la borne 2 est positive de l'électricité négative est induite sur les transporteurs 4'lorsque ces derniers sont en regard des inducteurs   1-1'et    qu'ils sont reliés à la masse par les   balais 8-8'. Dès que    les transporteurs commencent à sortir des   indueteurs,    les lames   6-6'cessent    d'être en contact avec les balais   8-8'pour    être mises en contact avec les balais   9-9'.    Les   transpor-      teurs    sont ainsi connectés à 1'appareil de mesure 10.

   Lorsque les transporteurs sont   com-      plètement    sortis des inducteurs, ils ont   dé-    bité toute leur charge dans l'appareil de mesure 10 aidés en cela par les écrans   3-3'    portés au potentiel zéro. Ces écrans ne sont pas indispensables, mais, ainsi qu'on vient de le voir, ils améliorent le fonctionnement de l'appareil.



   On voit que le voltmètre comprend en fait une petite génératrice électrostatique à influence, excitée par la tension inconnue   F    à mesurer. Cette génératrice débite dans un circuit de mesure dont la résistance est   négli-    geable ainsi que, par conséquent, la tension à ses bornes et les pertes. Elle travaille en court-circuit.



   Dans ces conditions, toutes choses égales par ailleurs, en particulier la vitesse de rotation des transporteurs étant constante, le courant débité   i    dans l'appareil de mesure 10 est proportionnel à la tension   d'exci-    tation U. En effet, si l'on désigne par   q    la charge portée par les transporteurs à un moment donné et par C la capacité entre lesdits transporteurs et les inducteurs 1-1', le courant débité a pour valeur :    dq U dC   
 dt dt
 Si la valeur moyenne   de-est constante.   
 dt on a le courant moyen   i.,,, = A.   



     A= d étant    la constante de proportionnalite de l'appareil.



   De la mesure du courant i débité par la génératrice, on peut don. déduire la tension d'excitation U et l'appareil de mesure 10 peut être gradué directement, par exemple en volts ou en kilovolts. Le courant i est de l'ordre de quelques   microampères et peut éventuellement    être amplifié par un amplificateur 12 avant de traverser l'appareil de mesure.



   Il est évident que la génératrice ne réalise aucune transformation énergétique : on applique à ses inducteurs une tension sans   consom-    mation de courant (l'impédance d'entrée est done infinie, aux pertes près), et elle débite un courant sous une tension pratiquement nulle.



  Le moteur d'entraînement a seulement à compenser les pertes mécaniques.



   La sensibilité du voltmètre s'exprime par le   rapport 1 =-du courant débité    par la tension d'excitation. Toutes choses égales par ailleurs, le courant débité est proportionnel à la quantité d'électricité   accumulable    sur les   électrodes induites, donc à la densité    superficelle que l'on peut y fixer.



     Or,    la densité d'électricité maximum portée par les transporteurs est proportionnelle à l'induction électrostatique maximum,   e.. E,, I    pouvant exister dans le milieu fluide entourant les organes électriques de la machine,   E    désignant le pouvoir inducteur spécifique de ce milieu et   E", sa rigidité diélectrique.    On augmente donc le courant i transporté par les induits et, par suite, la sensibilité du voltmètre, en utilisant un milieu de grande   rigi-    dité diélectrique et de pouvoir inducteur spé  eifique    élevé.

   L'utilisation d'air comprimé, par exemple, permet d'augmenter considéra  blement    cette sensibilité : à 19 atmosphères on a, par exemple,   c    = 1, 01,   E", = 450 kVJcm,    et le   produit E.  lX 54,    5   kV cm,    done   su-    périeur à 300   liviem.   



   D'autre part, les électrodes sont de   préfé-    rence réalisées de façon que le champ   électri-    que soit homogène et aussi voisin que possible du champ maximum admissible dans 1'espace   interélectrodes.   



   La génératrice représentée à la fig. 1   com-    porte quatre transporteurs, donc quatre   pôles.   



     Hn augmentant    le nombre de   poles,    on augmente] le débit   et,    par suite, la sensibilité.



   Enfin, lorsque le   courant'    est amplifié, la sensibilité résultante est égale à la sensimilité propre de l'appareil multipliée par le gain de l'amplificateur 12.



   Dans la génératrice électrostatique de la fig.   1,    un collecteur à lames redresse le   cou-    rant alternatif engendré dans les organes mobiles et le conduit à des organes fixes, comme    dans une machine électromagnétique à cou-    rant continu. La génératrice électrostatique peut être à courant alternatif, auquel cas le courant de charge et de décharge des   transpor-    teurs passe par un contact glissant tel qu'une bague solidaire du rotor, sur laquelle frotte le balai.

   Comme les appareils de mesure à   con-    rant alternatif sont, en général, peu sensibles, il est préférable d'utiliser un appareil à   con-    rant continu à bobine mobile combiné avec un ou plusieurs redresseurs, connectés de façon telle qu'ils permettent le passage des courants de charge et de décharge des transporteurs dans le circuit de débit de la génératrice, mais qu'ils ne laissent passer, dans l'appareil de mesure, qu'un courant unidirectionnel. Les redresseurs peuvent être des diodes à cathodes chaudes ou des contacts à conductibilité dys  symétrique à semi-conducteurs.   



   Un voltmètre ainsi conçu est représenté à la fig.   2.    Dans ce voltmètre, les transporteurs   l l'sont reliés à    une bague 13 au contact de laquelle se trouve un frotteur 14. Ce dernier est relié à deux redresseurs 15 et   15'dont    l'un laisse passer le courant dans un sens et l'autre dans l'autre. Le redresseur 15 est relié à la masse par l'intermédiaire   d'un    appareil à bobine mobile ou d'un dispositif similaire et est parcouru par le courant de décharge, alors que le redresseur 15'est relié à la masse directement et est parcouru par le courant de charge.



   Les redresseurs peuvent être montés en pont, ainsi qu'on le voit à la fig. 3 ; cette disposition double la sensibilité du voltmètre, puisque les courants de charge et de décharge passent tous deux dans le galvanomètre 10.



   Au lieu de constituer le rotor par les induits et le stator par les inducteurs, comme dans les dispositifs qui viennent d'être décrits, on peut permuter les rôles du stator et du rotor, les induits constituant alors le stator et les inducteurs le rotor. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant lorsque la liaison électrique entre le rotor et la partie fixe du voltmètre est réalisée au moyen d'un contact glissant. On évite ainsi le contact glissant à basse tension qui est parcouru par le courant de débit de l'appareil de mesure pour le remplacer par un contact glissant haute tension, dans lequel aucun courant ne passe en régime permanent aux pertes près, toujours très faibles.

   Une fois que les éléments du rotor sont chargés, il est sans importance que le contact glissant soit de mauvaise qualité et même une forte résistance de contact reste sans incon  vénient.   



   Un voltmètre de ce dernier type est   repré-    senté schématiquement. à la fig.   4    ; il comprend un rotor inducteur formé par quatre coquilles cylindriques 16 occupant ehaeune un angle d'environ   45     et reliées à une bague 17 coopérant avec un frotteur   18.    Ce dernier est connecté à la borne 2 à travers une résistance de protection 19 destinée à limiter le courant en cas de décharges et de valeur relativement élevée de l'ordre de 100 mégohms. Un moteur asynchrone synchronisé 23 permet d'entraîner le rotor à une vitesse sensiblement constante.



  Le stator induit comporte huit coquilles   ey-      lindriques    20 et   21    coaxiales avec les coquilles 16. Les coquilles 20 sont reliées directement à la masse et les coquilles 21, intercalées entre les coquilles 20 et en nombre égal à celles-ci, sont également reliées à la masse, mais par l'intermédiaire de l'appareil de mesure 10 et d'm pont comprenant quatre diodes 22 à   ca-    thodes chaudes qui pourraient être remplacées par des redresseurs à   semi-conducteurs.    On pourrait éventuellement supprimer les   coquil-    les 20, seules les coquilles   21    ayant   un    rôle actif,

   mais ces coquilles 20 ont pour effet de stabiliser la capacité d'entrée du voltmètre qui est alors constante et ne fluctue pas au cours de la rotation, puisqu'à tout moment les quatre coquilles rotoriques 16 ont en face d'elles des coquilles à potentiel nul ou prati  quement    nul. De la sorte, la charge des   coquil-    les rotoriques est constante au cours de la rotation et aucun courant alternatif ne circule dans le circuit haute tension. Durant cette rotation, les   coquilles 21 se chargent et se déchar-    gent alternativement dans l'appareil de mesure 10 auquel elles sont reliées par des contacts fixes et parfaits.



   Un dispositif de protection est intercalé entre les coquilles 21 et les diodes 22. Ce dispositif comprend trois résistances   24    et trois tubes à néon 25 interposés entre la masse et les extrémités de ces résistances. Ce dispositif protège l'appareil de mesure contre les ondes à front raide pouvant résulter de décharges et qui sont dérivées par les tubes, et contre toute surcharge du voltmètre ; en effet, si le courant débité devient trop grand, la différenee de potentiel aux bornes des tubes   25    augmente et atteint la tension d'amorçage de ces tubes. Ces derniers constituent donc des shunts automatiques dérivant l'excédent de courant.



   L'appareil de mesure est constitué par exemple   par un microampèremètre à cadre    mobile et est shunté par des résistances 26 pouvant être mises en circuit par un commutateur 27. Une résistance   98    est placée en série avec le   microampèremètre    et est destinée à limiter le courant des diodes 22 à une valeur si petite que les pertes du circuit sont   négli-    gables.



   L'alimentation basse tension comprend un transformateur 29 à deux secondaires   81    et
Sur le primaire, qui est universel, est in  tercalé un interrupteur    30. Le secondaire   S,    sert à l'alimentation du   moteur 23    et un con  densateur    31 relié à l'une des bornes de ce secondaire est utilisé pour l'alimentation de la phase auxiliaire du moteur. Le secondaire   $2    sert à chauffer les diodes'2 et à alimenter une lampe témoin   32.   



   Il est avantageux de constituer le voltmètre en deux ensembles dont l'un est   consti-    tué par la génératrice, le moteur   d'entraîne-    ment et le pont de redressement et dont l'autre est constitué par un pupitre de mesure comprenant les organes de commande et   l'ap-    pareil de mesure   10.    Ces deux ensembles sont reliés par un   câble    souple à sept conducteurs 33, qui peut être aussi long qu'on le désire. On peut ainsi monter la partie génératrice près de l'installation à haute tension. alors que le pupitre de commande et de mesure peut être éloigné de cette installation en étant, par exemple, incorporé à un tableau général de commande.



   Il   v    a lieu de remarquer que le pont de redressement doit être monté dans l'ensemble comprenant la génératrice ; en effet la capacité avec la masse du fil de liaison parcouru par un courant alternatif est une capacité parasite qui diminue la sensibilité du voltmètre. Au contraire, le courant continu obtenu après redressement peut être transporté sans inconvénients aussi loin qu'on le désire, jusqu'au pupitre de commande.



   On a représenté aux fig.   5    à 7 un exemple de réalisation pratique du voltmètre montré   . sehématiquement à la fig. 4.    Ce voltmètre comprend un boîtier 34 renfermant la génératrice ainsi que son moteur d'entraînement et obturé à chacune de ses extrémités, de façon étanche, par des chapeaux 35 et 36 maintenus par des écrous 37.



   Les coquilles rotoriques 16 sont fixées a une masse en matière isolante 38 dans laquelle sont noyés deux axes 39 et 40 à tête sphérique constituant l'arbre du rotor. L'axe 40 est à la masse et est relié au moteur d'entraînement   23. L'axe    39 est connecté électriquement avec les coquilles rotoriques 16 et un frotteur 18 est appuyé par un ressort 41 sur l'extrémité 17 dudit axe 39. La résistance de protection   19,    qui est noyée dans un bloc de matière isolante   42,    relie ce frotteur 18 à l'un des conducteurs   2      d'un    câble   43      d'entrée haute ten-    don à deux eonducteurs, le second de ces conducteurs étant à la masse.



   Les coquilles   statoriques 20    et 21 sont fixées à leurs extrémités dans deux masses annulaires en matière isolante   44    et   45.    La masse   44    est appuyée contre le bloc   42    et est munie   d'un    joint d'étanchéité 46.

   La masse   46    est logée dans une masse isolante   anmu-    laire   47    entourant l'accouplement   48    de l'axe 40 et   de 1'arbxe    du moteur d'entraînement   23.   
   fie chapeau    36 comporte une cloison trans   versale 49 munie de traversées étanches 50    pour le passage des conducteurs d'alimentation du moteur 23 et du conducteur reliant les coquilles statoriques 21 au pont de redres  sement.    La cloison 49 est également munie d'un conduit 51 terminé par une valve   52    et permettant d'introduire sous pression dans le boîtier 34 un gaz comme par exemple de   l'air.   



  Dans ce chapeau 36 sont logés le pont de redressement constitue par deux duo-diodes   22    et le dispositif de protection comprenant les tubes à néon 25. Le fond 53 du chapeau est amovible de facon à permettre le changement éventuel des diodes et des tubes à néon.



   Les organes de commande et de mesure sont renfermés dans un coffret   54    qui peut être rendu solidaire du boîtier   34    au moyen de deux colliers en deux parties 55 et   55a    qui servent en même temps de pieds-supports pour l'ensemble. Le coffret   54    peut être relié électriquement au boîtier 34 par un câble 56 contenant les sept conducteurs 33 et terminé par deux fiches pouvant s'enfoncer dans des prises   57    et 58. Une prise 59 permet d'alimenter le primaire du transformateur 29.



   Le   microampèremètre      10 est gradué direc-    tement en kilovolts et le commutateur 27, qui est à trois positions, permet de relier en pa   rallèle avec ce microamperemètre des shunts    de valeur telle que le maximum de déviation du mieroampèremètre corresponde respectivement, par exemple, à des tensions de 25, 50 et   75    kilovolts. Les graduations sont sensiblement linéaires. Si l'on interposait entre les coquilles   21 et l'appareil    de mesure 10 un am  plificateur à lampes    ayant un gain de 200 par exemple, le maximum de déviation du   microampèremètre    correspondrait respectivement à des tensions de 125,   250    et 375 V.



   Ainsi qu'il a été dit précédemment, le   cou-    rant i débité par la génératrice est proportionnel à la tension   IT à mesurer    :    i =. 1 l7.   



   Le coefficient de proportionnalité   l      dé-    pend des dimensions géométriques de la   gé-    nératrice ainsi que de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement. Les dimensions géométriques   n'ont    guère l'occasion de varier et on   a    supposé ci-dessus que la vitesse de rotation était constante. Mais cette dernière hypothèse n'est pas entièrement exacte ; en effet, la vitesse de rotation du moteur dépend de la fréquence du secteur. Cette fréquence peut varier durant la mesure et, si elle ne varie pas, elle peut être différente   de la fré-      quenee    d'étalonnage, auquel cas les indications données par le   voltmètre sont erronées.

   Par    exemple, si la fréquence du secteur était de   50    au moment de l'étalonnage et n'est que de 48 au moment de l'utilisation du voltmètre, toutes les mesures effectuées présentent une erreur de   4  /o    par défaut. Il est peu probable que la fréquence varie sensiblement durant la mesure. On peut donc effectuer des mesures qui sont exactes, selon toute vraisemblance, en déterminant   la fréquence du secteur/ au    moment de la mesure et en multipliant la    tension lue an voltmètre par le rapport',/,.
 t.    étant la fréquence du secteur au moment de l'étalonnage.



   Ce procédé présente l'inconvénient de   né-    cessiter la mesure de la fréquence du secteur au moment où l'on a à déterminer la valeur inconnue   d'une    tension. De plus, il laisse   sub-    sister une certaine incertitude : la fréquence du secteur peut avoir légèrement varié entre le moment où l'on mesure la fréquence et celui où on détermine la valeur de la tension.



  On peut éviter ces inconvénients en interealant entre la génératrice et le microampèremètre un circuit électrique correcteur faisant varier l'intensité du courant débité par   la gé-    nératrice en sens inverse de la fréquence de ce courant.



   On a représenté à ia fig. 8 un tel circuit correcteur. Tel qu'il est représenté, il est formé par un circuit bouchon comprenant une inductance 60 et une capacité 61. Le pont de redressement 22 et l'appareil de mesure]   0    sont placés dans la branche de l'inductance 60. Les valeurs de l'inductance et de la capacité sont déterminées de façon que la   fré-      quence    de résonance du circuit bouchon ne soit pas comprise entre les limites possibles de variation de fréquence du courant produit par la génératrice et qu'à une variation de cette fréquence corresponde une variation dans le même sens de l'impédance du circuit bouchon.



   Les applications du voltmètre objet de   l'in-      vention qui viennent d'être décrites    sont relatives à la mesure des tensions continues. En tant que structure fondamentale, un voltmètre destiné à mesurer des tensions alternatives est tout à fait analogue ; les considérations déve  loppées    ei-dessous permettent de déterminer les corrections qu'il convient d'apporter aux indications lues sur l'appareil et, éventuellement, les modifications à apporter à la construction du voltmètre, pour qu'il soit mieux adapté aux tensions alternatives.



   L'appareil qui mesure le courant dans des voltmètres décrits (généralement un microampèremètre à cadre mobile associé à un redresseur) est, en réalité, influencé par le débit moyen de la génératrice électrostatique : en d'autres termes, on lit Ja valeur moyenne des charges induites sur les coquilles de la génératriee par les coquilles   inductrices    portées au potentiel   à.    mesurer.



   En courant continu, aucune   indétermina-    tion n'est possible : la valeur moyenne des charges induites et du courant débité est proportionnelle à la tension d'excitation que l'on se propose de mesurer. En se reportant aux fig. 9 et 9a, on se rend compte du fonctionnement du voltmètre.   A    la fin de chaque période de charge de durée   teç    la tension d'excitation à mesurer est la tension constante   7',      (fig.    9 et la charge induite correspondante   q    =    C    Z/e,
C étant la capacité maximum entre coquilles.



  Pendant la période de décharge suivante, de durée td, la charge q s'écoule en donnant un
 CUe courant i = - (fig. 9a) dont la va,leur
 td moyenne dans le temps est   i, n =    CT  
 où T = te + td sera appelé dans ce qui suit : période de la génératrice.



   En courant alternatif, sinusoïdal ou non, le processus est un peu plus compliqué. On considérera le cas   d'une    tension sinusoïdale représentée par la fig. 10.   Soit    I71 l'amplitude de la tension à mesurer, à la fin de la période de charge cl, la eharge de la coquille induite étant alors C   Z¯j    ; le courant débité pendant la période de décharge   #,    suivante   (fig.    10a) est done :   
 (1 U
 @@@   
 il = 
 td 
On supposera que la constante de temps de charge est petite par rapport à la période T de la génératrice.



   A la fin de la période de charge suivante,   c2, 1'amplitude de la    tension à mesurer est   T ! 2, et    la charge prise par la coquille induite
C   IJ2    ; le courant débité pendant la période de décharge   42    suivante est done :   
 CU2
 t'i
 t, i    et ainsi de suite.



   La valeur moyenne, dans le temps, des courants   il,      i2, i3..., qui    fait dévier le microampèremètre de mesure, prend donc une valeur qui, à priori, n'a pas forcément de rapport défini avec la tension à mesurer.



   En particulier, si la période T de la génératrice est égale à la période de la tension à mesurer, l'indication sera fonction du   dépha-    sage entre les deux phénomènes. Pour un déphasagenul, l'indieation sera nulle ; elle   erol-    tra avee le déphasage et donnera la valeur de la tension maximum pour m déphasage de   valeur-. dans    le cas d'une tension    sinnsoï-   
 2 dale.



   Cependant, la valeur moyenne des courants   il,      i2,      i3...    résultant d'une intégration, il est manifeste que cette valeur tendra vers une limite, lorsque la période de la génératriee deviendra de plus en plus différente de la période de la tension à mesurer.



   Si la période de la génératrice devient très petite par rapport à   l'autre,    ce qui implique que la génératrice tourne vite et comporte un grand nombre de pôles, le voltmètre donnera une indication définie qui sera dans un rapport déterminé avec la valeur moyenne de la tension à mesurer. A la limite, lorsque la période   T tend    vers zéro (e'est-à-dire que le produit de la vitesse de la machine par le nombre de ses pôles tend vers   l'infini),      1'indica-    tion tendra à devenir rigoureusement proportionnelle à la valeur moyenne de la tension à mesurer.



   Pour illustrer d'une façon plus concrète ce qui vient d'être dit, on va considérer le cas d'un voltmètre du type représenté par les fig. 4 à 7, dont la génératrice comporte quatre coquilles. Il   y a donc, à chaque tour    de rotation, quatre temps de charge et quatre temps de décharge. La génératrice étant entraînée par un moteur asynchrone monophasé à deux   pôles,    alimenta par du courant alternatif à   .) 0 Hertz, au    glissement près, la vitesse de rotation est, par conséquent, de 50 tours par seconde. A raison de quatre périodes par tour,   la frequence    de débit de la génératrice du voltmètre est voisine de 200 et sa période est donc de   1/200    seconde.



   Des mesures faites avec un voltmètre   fonc-    tionnant dans ces conditions ont donné comme valeur de la tension indiquée la moitié de la valeur de crête   V,    de la tension alternative, alors que théoriquement, en admettant que la tension soit parfaitement sinusoïdale et que la période de la génératrice soit infiniment petite, on aurait dû mesurer une tension    v = vmoy = vd # 2/# et non Ve/2   
 La différence vient du fait que le rapport entre les deux périodes n'est que de   4,    mais il suffit, après étalonnage, de faire la   correc-    tion.



   D'autre part, si le moteur d'entraînement est asynchrone et possède de ce   fait nn cer-    tain glissement, il en résulte un léger battement du courant moyen : l'aiguille de l'appareil de mesure oscille alors de quelques pourcent autour de la valeur moyenne.


Claims (1)

  1. REVENDICATION : Voltmètre à résistance d'entrée très élevée, caractérisé en ce qu'il comprend une petite génératrice électrostatique à influence, comportant au moins un inducteur destiné à être relié à l'une des bornes de la source de courant dont on désire mesurer la tension, et au moins un induit destiné à être relié à la seconde borne de ladite source à travers un circuit à pertes négligeables et comportant un appareil de mesure du courant passant dans ledit circuit, des moyens étant prévus pour déterminer un mouvement de rotation relative a vitesse sensiblement constante de l'indue- teur et de l'induit.
    SOUS-REVENDICATIONS : 1. Voltmètre selon la revendication, carac- térisé en ce que le système inducteur est fixe et le système induit mobile.
    2. Voltmètre selon la revendication, carac térisé en ce que le système induit est fixe et le système inducteur mobile.
    3. Voltmètre selon la revendication, carac- térisé en ce que les inducteurs et les induits sont constitués par des coquilles formant une fraction de surface cylindrique.
    4. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que des écrans de forme analogue aux inducteurs sont intercalés entre ceux-ci et reliés à la borne de la source de courant à laquelle est connecté l'appareil de mesure.
    5. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que des écrans de forme analogue aux induits sont intercalés entre ceux-ci et reliés à la borne de la source de courant à laquelle est connecté 6 l'appareil de mesure.
    6. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la liaison électrique avee les induits est réalisée au moyen d'un collecteur sur les lames du- quel frottent au moins deux balais destines à être reliés à ladite seconde borne de la source de courant dont on veut mesurer la tension, le premier directement et le second par l'in termédiaire du circuit comportant l'appareil de mesure, lesdits balais étant calés de manière qu'en fonctionnement, chacun des induits est relié directement à ladite seconde borne, à partir du moment où il vient en regard d'un inducteur jusqu'au moment où il commence à dépasser ledit inducteur, et au circuit comportant l'appareil de mesure de courant entre temps.
    7. Voltmètre selon la revendication, carac térisé en ce que la liaison électrique avec l'organe mobile est réalisée au moyen d'un contact glissant et en ce qu'il comporte dans le circuit destiné à relier le système induit à ladite seconde borne de la source de courant des organes à conductibilité unidirectionnelle agencés pour séparer les deux alternanees.
    8. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de séparation des alternances est agencé pour superposer ces dernières après redressement de l'une d'entre elles.
    9. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de séparation des alternances est constitué par deux organes à conductibi- lité unidirectionnelle montés en parallèle et en sens contraire, l'appareil de mesure de courant étant monté en série avec l'un des organes.
    10. Voltmètre selon la revendication et les sous-revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le dispositif de séparation des alternances est constitué par quatre organes à eondueti- bilité unidirectionnelle montés en pont, une des diagonales du pont étant insérée entre le système induit et ladite seconde borne, et l'appareil de mesure de courant étant con nect, à la seconde diagonale.
    11. Voltmètre selon la revendication, ca raetérisé en ce que les moyens pour imprimer un mouvement relatif du système inducteur par rapport au système induit sont constitués par un moteur asynchrone synchronisé.
    12. Voltmètre selon la revendication, ca ractérisé en ce que les inducteurs, les induits et les organes de liaison électrique du rotor sont enfermés dans un boîtier étanche contenant un fluide pour lequel le produit de sa rigidité diélectrique et de son pouvoir indueteur spécifique a une valeur supérieure à 300 kV/cm.
    13. Voltmètre selon la revendication, ca- raetérisé en ce que l'appareil de mesure est associé avec un réseau d'impédance tel qu'il fasse varier le courant débité par le système induit dans l'appareil de mesure en sens contraire de la fréquence dudit courant.
    14. Voltmètre selon la revendication et la sous-revendication 13, caractérisé en ce que le réseau est constitué par un circuit bouchon.
    15. Voltmètre selon la revendication, ca- ractérisé en ce qu'un amplificateur est inter calé entre le système induit et l'appareil de mesure.
    16. Voltmètre selon la revendication, ca- ractérisé en ce que le voltmètre est formé par deux ensembles réunis par un câble électrique souple, le premier ensemble comprenant le noteur d'entraînement, le système inducteur, le système induit, et le second ensemble eom prenant les organes de commande et l'appa reil de mesure de courant.
    17. Voltmètre selon la revendication et les sous-revendications 7, 8 et 16, caractérisé en ce que le premier ensemble comprend également le dispositif de séparation des alter nances.
CH286900D 1949-07-15 1950-07-04 Voltmètre à résistance d'entrée très élevée. CH286900A (fr)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2284121A1 (fr) * 1974-09-06 1976-04-02 Eastman Kodak Co Electrometre

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2284121A1 (fr) * 1974-09-06 1976-04-02 Eastman Kodak Co Electrometre

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