Dispositif mesureur de tension à plage variable d'amplification de lecture
Les appareils de mesure électrique ne permettent pas d'obtenir généralement une précision de lecture supérieure à 0,2 0/o. On ne peut donc déceler, au moyen de tels appareils, des variations de la grandeur à mesurer lorsque l'amplitude de ces variations est inférieure à 0,2 0/o. Dans certains cas, par exemple, il est nécessaire de s'assurer que la grandeur considérée est constante, de sorte que la sensibilité des appareils de mesure est alors insuffisante.
Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en réalisant un dispositif mesureur de tension électrique qui assure une précision de lecture supérieure à celle généralement obtenue par les appareils usuels de mesure électrique. I1 suffit, naturellement, d'assurer cette précision entre des limites prédéterminées, lesquelles sont variables suivant chaque mesure à effectuer.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif mesureur de tension électrique à plage variable d'amplification de lecture, caractérisé en ce qu'il comprend un pont de Wheatstone, associé ou non à un voltmètre, dont une des branches comporte une lampe électronique, la grille de cette lampe électronique étant reliée à un point variable d'un diviseur de tension inséré dans la branche adjacente du pont côté cathode, de façon que l'équilibre du pont puisse être obtenu pour une valeur prédéterminée de la tension appliquée aux-bornes au moyen d'une position appropriée du point variable et que tout écart à partir de cette valeur soit indiqué par le galvanomètre.
Ce dispositif se différencie des appareils existants en ce que le zéro de la graduation de l'appareil auxiliaire, c'est-à-dire du galvanomètre, ne correspond pas à la tension zéro, mais à une valeur quelconque de la tension, par exemple 30, 60, 100 volts, etc. De plus, une variation de tension, correspondant à une indication d'une division unité de la graduation du voltmètre classique, se traduit sur le cadran du galvanomètre par une variation d'indication de plusieurs divisions, augmentant ainsi considérablement la précision de lecture. La déviation dudit galvanomètre est proportion nelle à l'écart présenté par la tension à mesu rer avec la valeur choisie correspondant à l'équilibre du pont, réalisant ainsi une échelle linéaire.
Dans des formes d'exécution particulières de l'objet de l'invention, on remarque les caractères principaux suivants, pris en combinaison ou séparément : a) Le point variable du diviseur de tension est
réalisé par le curseur d'un potentiomètre; b) Un voltmètre est branché entre les bornes
du pont, afin de pouvoir amener le curseur
du potentiomètre en un point tel que l'équi
libre du pont soit obtenu pour certaines
valeurs de la tension; c) Le point variable du diviseur de tension
est réalisé par des prises fixes établies sur
ledit diviseur de tension.
Afin de mieux faire comprendre l'invention, en même temps qu'à titre d'exemple de réalisation nullement limitatif, une forme d'exécution est ci-après décrite et représentée schématiquement au dessin annexé.
Sur ce dessin, le dispositif comprend essentiellement un pont de Wheatstone, dont les quatre branches sont représentées respectivement en 1, 2, 3, 4, la diagonale de mesure en 5, les bornes en 6, 7, entre lesquelles est branché un voltmètre 8, une lampe électronique (une triode) 9 étant insérée dans la branche 1, et la branche 2 comportant un potentiomètre 10 dont le curseur 1 1 est relié à la grille 12 de la lampe. La cathode 13 de cette dernière se trouve reliée au sommet 14 de la branche 2 comportant le potentiomètre, tandis que la plaque 15 est reliée au sommet 16 de la branche 3. Une source de polarisation 17 est insérée entre la grille 12 et le curseur 11.
Ce pont comporte, de manière connue, une résistance 18 dans la branche 3 et une résistance 19 dans la branche 4. Enfin, dans la diagonale de mesure 5, sont insérés un microampèremètre ou galvanomètre 20, une résistance variable 21 et un redresseur 22, branché de telle façon que le courant ne passe que dans un seul sens dans la branche 5.
On comprend que pour chaque tension initiale VO, variable à volonté, appliquée aux bornes 6, 7 du dispositif, il existe une position du curseur du potentiomètre qui conduit à l'équilibre du pont. Le microampèremètre 20 indique alors zéro. On démontre que la tension VO venant à varier pour prendre une cer taine valeur r V, il en résulte la naissance d'un courant i e dans le microampèremètre, propor- tionnel à la différence
V-V0 : iQ = K(V-V0)
Un choix judicieux des différents organes du pont permet d'obtenir un coefficient de proportionnalité K satisfaisant, suivant l'augmentation de précision désirée pour la lecture.
Ainsi, par exemple, en utilisant un voltmètre ordinaire de sensibilité 0-150 volts, on peut agir sur les différentes positions de l'organe de réglage, c'est-à-dire du curseur, dans l'exemple ci-dessus, afin qu'elles correspondent à des valeurs successives de V,, allant de 10 en 10 volts, et faire en sorte que la graduation complète 0-100 du microampèremètre corresponde également à cet intervalle de 10 volts.
I1 en résulte qu'une variation de 10 volts se traduit sur le voltmètre ordinaire par un déplacement de t'aiguille d'une division, et sur le microampèremètre par une déviation de 10 divisions de sa graduation, ce qui augmente de 10 fois la précision de lecture.
D'autres formes d'exécution sont possibles.
C'est ainsi qu'on pourrait réunir dans un n même boîtier le voltmètre et le microampèremètre.
Les éléments du pont étant des organes peu encombrants, à la place du curseur 11, on pourrait prendre des prises variables sur la résistance 10. Un commutateur choisirait, pour un certain nombre de valeurs VO, par exemple 40, 60, 50 ... 100, les prises appropriées, étalonnées une fois pour toutes, lors de la construction de l'appareil.
En poussant plus loin la simplification, on pourrait supprimer le voltmètre 8. Un commutateur supplémentaire permettrait de brancher le microampèremètre, soit entre 6 et 7, soit dans la diagonale 5, puisque cet appareil peut fonctionner également en voltmètre en ajoutant une résistance en série. On pourrait également supprimer le redresseur de la diagonale de mesure et utiliser un galvanomètre à zéro central, de façon à déceler toute variation de la tension mesurée autour d'une valeur choisie à l'avance.
Enfin, le dispositif pourrait également être utilisé comme relais de tension mini-maxi, ou de signalisation, fonctionnant dans des limites très rapprochées à cause de la précision très augmentée permettant de prévoir des contacts mobiles ou non, suffisamment écartés pour un intervalle de tension très réduit.
Voltage measuring device with variable reading amplification range
Electrical measuring devices generally do not allow a reading accuracy greater than 0.2 0 / o to be obtained. It is therefore not possible to detect, by means of such devices, variations in the quantity to be measured when the amplitude of these variations is less than 0.2 0 / o. In certain cases, for example, it is necessary to ensure that the quantity considered is constant, so that the sensitivity of the measuring devices is then insufficient.
The aim of the invention is to remedy this drawback by producing an electrical voltage measuring device which ensures a reading precision greater than that generally obtained by conventional electrical measuring devices. It suffices, of course, to ensure this precision between predetermined limits, which vary according to each measurement to be carried out.
To this end, the present invention relates to an electrical voltage measuring device with a variable reading amplification range, characterized in that it comprises a Wheatstone bridge, associated or not with a voltmeter, one of the branches of which comprises a electronic lamp, the gate of this electronic lamp being connected to a variable point of a voltage divider inserted in the adjacent branch of the bridge on the cathode side, so that the balance of the bridge can be obtained for a predetermined value of the applied voltage at the terminals by means of an appropriate position of the variable point and that any deviation from this value be indicated by the galvanometer.
This device differs from existing devices in that the zero of the graduation of the auxiliary device, that is to say of the galvanometer, does not correspond to the zero voltage, but to any value of the voltage, for example 30, 60, 100 volts, etc. In addition, a voltage variation, corresponding to an indication of a unit division of the graduation of the conventional voltmeter, is reflected on the dial of the galvanometer by an indication variation of several divisions, thus considerably increasing the reading precision. The deviation of said galvanometer is proportional to the deviation presented by the voltage to be measured with the chosen value corresponding to the balance of the bridge, thus producing a linear scale.
In particular embodiments of the object of the invention, the following main features are noted, taken in combination or separately: a) The variable point of the voltage divider is
performed by the cursor of a potentiometer; b) A voltmeter is connected between the terminals
from the bridge, so that the cursor can
of the potentiometer at a point such that the equi
free of the bridge is obtained for some
voltage values; c) The variable point of the voltage divider
is achieved by fixed outlets established on
said voltage divider.
In order to better understand the invention, at the same time as by way of non-limiting exemplary embodiment, one embodiment is described below and shown schematically in the accompanying drawing.
In this drawing, the device essentially comprises a Wheatstone bridge, the four branches of which are represented respectively at 1, 2, 3, 4, the measurement diagonal at 5, the terminals at 6, 7, between which is connected a voltmeter 8 , an electronic lamp (a triode) 9 being inserted into branch 1, and branch 2 comprising a potentiometer 10, the cursor 11 of which is connected to the grid 12 of the lamp. The cathode 13 of the latter is connected to the top 14 of the branch 2 comprising the potentiometer, while the plate 15 is connected to the top 16 of the branch 3. A bias source 17 is inserted between the grid 12 and the slider 11 .
This bridge comprises, in a known manner, a resistor 18 in branch 3 and a resistor 19 in branch 4. Finally, in the measurement diagonal 5, are inserted a microammeter or galvanometer 20, a variable resistor 21 and a rectifier 22, connected in such a way that the current flows in only one direction in branch 5.
It will be understood that for each initial voltage V0, variable at will, applied to the terminals 6, 7 of the device, there is a position of the cursor of the potentiometer which leads to the equilibrium of the bridge. The microammeter 20 then indicates zero. It is shown that the voltage VO coming to vary to take a certain value r V, the result is the birth of a current i e in the microammeter, proportional to the difference
V-V0: iQ = K (V-V0)
A judicious choice of the various components of the bridge makes it possible to obtain a satisfactory coefficient of proportionality K, according to the increase in precision desired for the reading.
Thus, for example, by using an ordinary voltmeter with a sensitivity of 0-150 volts, it is possible to act on the various positions of the adjustment member, that is to say of the cursor, in the example above, in order to that they correspond to successive values of V, ranging from 10 to 10 volts, and ensure that the complete 0-100 graduation of the microammeter also corresponds to this interval of 10 volts.
It follows that a variation of 10 volts is reflected on the ordinary voltmeter by a displacement of the needle by one division, and on the microammeter by a deviation of 10 divisions of its graduation, which increases the accuracy by 10 times. reading.
Other embodiments are possible.
This is how we could combine the voltmeter and the microammeter in a single unit.
The elements of the bridge being compact members, instead of the cursor 11, we could take variable taps on the resistor 10. A switch would choose, for a certain number of values VO, for example 40, 60, 50 ... 100, the appropriate sockets, calibrated once and for all, when the device was built.
By pushing the simplification further, we could eliminate the voltmeter 8. An additional switch would allow the microammeter to be connected, either between 6 and 7, or in the diagonal 5, since this device can also function as a voltmeter by adding a resistance in series. We could also remove the rectifier from the measurement diagonal and use a galvanometer with central zero, so as to detect any variation in the voltage measured around a value chosen in advance.
Finally, the device could also be used as a mini-maximum voltage relay, or signaling, operating within very close limits because of the very increased precision allowing to provide moving contacts or not, sufficiently far apart for a very high voltage interval. reduced.