Brevet FR2004115A1 — publié le 19691121

Une mesure séparée galvaniquement et sans contact d'impédance est nécessaire lorsqu'une liaison galvanique directe est impossible entre l'impé- dance à mesurer et le circuit de courant de mesure. On connait des méthodes de mesure, dans lesquelles l'impédance à mesurer est reliée au circuit de mesure par l'intermédiaire d'un transformateur dtiso- lation. La mesure de l'impédance se fait, suivant ces méthodes, soit par mesure du courant et de la tension, soit par compensation dans un montage en pont. Pour effectuer la mesure, on a besoin d'une source de courant alternatif ou d'un convertisseur continu-alternatif relié à une source de courant continu. Si l'impédance à mesurer est disposée sur un objet se déplaçant par rapport à l'installation de mesure, une mesure de ce genre, par l'intermédiaire de contacts glissants, est défavorable, vu que la résistance de contact des points glissants dépend fortement de l'encrassement de ces derniers. Dans de tels cas, seule une mesure séparée galvaniquement et sans contact donne des résultats satisfaisants. Pour transmettre sans contact les valeurs mesurées d'impédances constituées par des objets se déplaçant, on connaît des montages dans lesquels les valeurs mesurées sont superposées aux signaux haute-fréquence ou aux signaux de fréquences audibles engendrés sur l'objet en mouvement et sont enregistrées, démodulées et évaluées dans une installation de mesure fixe. De telles installations requièrent le montage d'un émetteur haute-fréquence ou d'un émetteur de fréquences audibles avec une source de courant disposée sur la partie mobile, ce qui rend la mesure compliquée et onéreuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et le montage conforme à l'invention, qui comprend un étage d'oscillationàà transformateur à réaction, un étage de démodulation et une source de courant, est caractérisé par le fait que le transformateur à réaction présente un troisième enroulement fermé sur l'impédance à mesurer. Pour etre à meme de mesurer une impédance disposée sur un objet mobile, le troisième enroulement du transformateur à réaction est façanné et se déplace par rapport aux deux autres enroulements dudit transformateur à réaction de manière que les flux magnétiques couplés ne varient pas dans le transformateur à réaction Le montage conforme à l'invention permet une multitude d'utilisations, est insensible aux parasites et a un grand rendement. L'invention sera décrite ci-après en regard des dessins annexés et à l'aide d'exemples. - la figure 1 est un schéma d'un montage de mesure séparée galvanique- ment et sans contact d'une impédance; - les figures 2 et 3 montrent deux types d'impédances qui pewent etre reliées à volonté, au troisième enroulement du transformateur à réaction; - les figures 4 et 5 montrent des formes de réalisation du transforma teur à réaction dans lesquelles le troisième enroulement repose sur un arbre rotatif; et, - la figure 6 représente une utilisation semblable avec un mouvement de translation. Le montage de mesure représenté dans la figure 1 comprend un étage d'oscillation l à transformateur à réaction 2, un étage de démodulation 3 et une source de courant 4. L'impédance à mesurer5est connectée au troisième enroulement 6 du transformateur à réaction 2. Le circuit oscillant qui détermine la fréquence de l'étage d'oscillation 1 comprend un condensateur 7 et l'enroulement 8. Les résistances 9 et 10 constituent le diviseur de tension de base. L'enroulement de réaction 12 est relié à la base du transistor 11 par un conducteur. Le transistor 11 reçoit une impulsion d'ouverture à chaque période par l'intermédiaire de ltenroulement de réaction 12. L'ouverture périodique du transistor 11 fait que le circuit oscillant reçoit une impulsion à chaque période et produit une oscillation non amortie dans ledit circuit. Le troisième enroulement 6 du transformateur à réaction 2 relié à l'impédance à mesurer 5, influence le facteur de couplage entre les enroulements 8 et 12.Lorsque le troisième enroulement 6 est court-circuité, une oscillation non amortie ne peut plus se produire dans le circuit oscillant, vu que les enroulements 8 et 12 sont découplés. Lorsque les bornes 13 et 14 du troisième enroulement 6 du transformateur à réaction 2 sont ouvertes, le facteur de couplage n'est pas influence. Si donc l'impédance à mesurer 5 présente des valeurs différentes déterminées à partir de zéro, le facteur de couplage n'est influencé que partiellement et l'amplitude des oscillations dans le circuit oscillant n'atteint pas sa valeur totale. La tension dans le circuit oscillant est pratiquement proportionnelle à la valeur absolue de l'impédance à mesurer. La résistance de travail du transistor 1l est constituée par les résistances 15 et 16. Le condensateur 17 shunte les résistances 9 et 15 au point de vue courant alternatif. La résistance 16 réduit l'influence de la zone de dispersion par rapport au facteur d'amplification du transistor 11. L'étage de démodulation 3 est commandé à partir d'une prise 18 de l'enroulement 8. Si une oscillation non amortie arrive dans le circuit oscillant avec sa pleine amplitude, le transistor 19 devient périodiquement conducteur et la tension de sortie aux bornes 20 et 21 est pratiquement nulle. Si, par contre, les bornes 13 et 14 du troisième enroulement 6 sont court-circuitées, il ne se produit plus d'oscillation non amortie dans le circuit oscillant et le transistor 19 bloque. La tension de sortie aux bornes 20 et 21 est égale à la tension d'alimentation. Pour différentes valeurs de l'impédance à mesurer 5, la tension de sortie aux bornes 20 et 21 est pratiquement inversement proportionnelle à celle de ladite impédance. Ceci rend possible la transformation, sans contact et dans une certaine limite, de différentes valeurs d'impédances aux tensions de sortie correspondantes. La résistance 22 est la résistance de travail du transistor 19. L'élément constitué par la résistance 23 et la diode 24 assure le blocage certain du transistor 19. Le condensateur 25 stabilise la tension de sortie. Dans la figure 2, on a représenté une impédance avec ses deux valeurs extrêmes. Elle consiste uniquement en une boucle comprenant le contact électrique 26 et peut etre reliée aux bornes 13 et 14 à une impédance quelconque variable 5. Grace à cette disposition, la position du contact se présente sous forme d'un signal électrique logique aux bornes 20 et 21. Dans la figure 3, on a représenté le schéma de connexion d'une impédance dont la grandeur est influencée par la valeur de la tension externe ou du courant externe appliquée aux bornes 27 et 28. L'impédance variable est composée d'un transistor 29, d'une résistance 30 et est connectée, par llinter- médiaire d'un redresseur 31, aux bornes 13 et 14 du montage de mesure. Le di vieur, comprenant les résistances 32 et 33, détermine la tension de polarisation du transistor 29. Le courant externe passant par le diviseur composé des résistances 34 et 35 provoque une chute de tension dans la résistance 35 et se superpose à la tension de polarisation qui provoque, d'après sa grandeur, une variation de l'impédance dans le transistor 29, entre son collecteur et son émetteur. La résistance de base est indiquée en 36.Le condensateur 37 fonctionne comme condensateur de stabilisation sur la base du transistor 29. L'impédance variable du transistor 29, en liaison avec le montage de mesure, fournit une tension inversement proportionnelle à la tension externe ou au courant externe aux bornes 20 et 21. Dans la figure 4, on a représente l'application de l'invention à des machines tournantes. L'enroulement 6 du transformateur à réaction 2 est circulaire et est fixé concentriquement à un arbre rotatif 38. Les deux autres enroulements 8 et 12 du transformateur à réaction 2 sont disposés également concentriquement à l'axe de l'arbre rotatif 38, mais sont fixés à une partie immobile 39 de la machine. Le flux couplé dans le transformateur à reaction 2 n'est donc pas changé par le mouvement rotatif de l'arbre 38. Les bornes 13 et 14 de l'enroulement 6 sont reliées à l'impédance à mesurer sur la partie rotative de la machine. La figure 5 montre une autre forme de réalisation du transformateur à réaction sur des machines rotatives. L'enroulement 6 est de nouveau circulaire et est disposé concentriquement à l'axe de l'arbre 40. Le transforma- teur à réaction comprend des noyaux 42 fixés à une partie immobile 41 de la machine, noyaux qui portent les deux autres enroulements 8 et 12.La rotation de l'arbre 40 et de l'enroulement 6 fait qu'il ne se produit aucune variation du flux couplé dans le transformateur à réaction. L'impédance à mesurer est reliée aux bornes 13 et 14. La figure 6 montre schématiquement l'utilisation de l'invention dans des machines à mouvement de translation. L'enroulement 6 du transformateur à reaction est relié desmodromiquement à la partie mobile de la machine. Les deux autres enroulements 8 et 12 sont fixés à une partie immobile de la machine. Dans cette figure, l'enroulement mobile 6 est constitué par une boucle unique en forme de rectangle dont l'axe longitudinal repose dans le sens de déplacement. Cet enroulement est relié à un contact d'enclenchement électrique 43. Dans ce cas également, l'état du circuit est transformé en signaux électriques logiques. En pratique, l'enroulement 6 se présente sous forme d'une bobine comprenant plusieurs spires. - REVENDICATIONS - 1.- Montage de mesure séparée galvaniquement et sans contact de la valeur absolue d'impédances, comprenant un étage d'oscillation à transformateur à réaction, un étage de démodulation et une source -de courant, caractérisé par le fait que le transformateur à réaction présente un troisième enroulement fermé sur l'impédance à mesurer. 2.- Montage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le troisième enroulement du transformateur à réaction est façonné et se déplace par rapport aux deux autres enroulements dudit transformateur à réaction de manière que les flux magnétiques Souples ne varient pas dans le transformateur à réaction. 3.- Montage suivant les revendications I et 2, caractérisé par le fait que le troisième enroulement du transformateur à réaction est circulaire et monté concentriquement à un arbre rotatif. 4.- Montage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le troisième enroulement du transformateur à réaction se présente sous forme d'un rectangle allongé et se deplace pratiquement uniquement suivant l'axe longitudinal dudit rectangle.