Brevet FR2137067A1 — publié le 19721229

L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux dié lectrimètres et elle concerne plus particulièrement parmi ces diélectrimètres ceux utilisés- dans des installations de contrôle notamment sur les bancs dressa automatiques pour cfblages et équipements électriques. Sur ces bancs, il est nécessaire de soumettre chaque élément du cabrage et l'équipement qui peut y Etre raccordé à des tests de continuité, d'isolement et de tenue diélectrique. Cet élément présente une impédance propre et une certaine capacité par rapport à la masse, ce qui rend difficile, pour les essais diélectriques en courant alternatif, le maintien d'une tension nominale declaquage constante lorsque l'on teste successivement et automatiquement chaque élément. L'invention a pour but de réaliser un schéma de diélectrimètre permettant l'établissement d'un programme dressai tel qu'un opérateur~ne soit pas tenu de faire varier les caractéristiques du circuit d'essai en fonction des caractéristiques de l'élément de cablage à tester. Le diélectrimètre conforme à ltinvention est caractérisé en ce que la tension de la source dtalimentation du transformateur élévateur du circuit d'essai diélectrique est régulée automatiquement en fonction de la charge appliquée audit circuit. I1 comprend, mise à part cette disposition principale, d'autres dispositions constructives qui peuvent étre utilisées soit isolément, soit en combinaison. L'invention pourra de toute façon être mieux comprise gracie au complément de description et aux dessins annexés, lesquels ne sont donnés qu'à titre d'indication. La figure 1 montre un schéma de diélectrimètre classique. La figure 2 montre un schéma de principe du diélectrimètre perfectionné selon I'inventioa, La figure 3 montre en détail le schéma du diélectrimètre représenté figure 2. La figure 4 montre un dispositif de sélection de tension de référence pour un banc d'essai automatique. La figure 5 montre un dispositif de sélection de matériel à essayer pour un banc d'essai automatique. Sur le schéma du diélectrimètre classique de la figure 1, on voit repérés i la source d'alimentation, 2 le transformateur élévateur des sai et 3 la charge à tester représentée par son impédance propre t et sa capacité par rapport à la masse C. I1 est évident que ce schéma de diélectrimètre doit pouvoir etre adapté à n'importe quelle charge 3. Il suffit pour cela que l'opérateur chargé du contrôle fasse varier, à l'aide d'un dispositif 4, la tension primaire du transformateur 2 an fonction des caractéristiques R et C de la charge, de telle façon que la tension U aux bornes de la charge reste constante0 Ce réglage est obtenu de façon continue ou discontinue, contrôlé par les indications dcun appareil de mesure (voltmètre, mégohmmètre) disposé dans le circuit d'essai. L'invention a pour but de rendre ce réglage indépendant de l'opé- rateur de façon à obtenir un appareil exploitable par un banc d'essai entièrement automatique. A cet effet, conformément à l'invention, on mo du fie le schéma de la figure 1 de façon à y adjoindre un dispositif de régulation, l'ensemble faisant l'objet de la figure 2. Sur cette figure est représenté en 5 un dispositif,de préférence électronique, ayant pour fonction de comparer pendant toute la durée de l'essai une tension Un, proportionnelle à la tension instantanée d'essai aux bornes de la charge 3, - une tension fixe de référence Ur, proportionnelle à la valeur imposée de la tension d'essai, les rapports de proportionnalité employés pour obtenir les valeurs Un et Ur étant égaux. On a représenté en 6 le dispositif permettant de transformer la tension réelle d'essai en une tension Un proportionnelle. Le dispositif comparateur 5 émet un signal Ue (de préférence un signal de tension) proportionnel à l'écart entre les tensions Un et Ur, ce signal pouvant être éventuellement amplifié dans le dispositif comparateur.Le signal Ue a pour fonction d'agir de toute manière connue sur un organe de réglage 41 disposé entre la source d'énergie i et le transformateur élévateur 2 de manière à maintenir constante la tension dressai. Toute augmentation positive du signal d'écart Ue correspondant à une baisse de la tension d'essai par rapport à la valeur imposée doit avoir pour conséquence d'agir sur l'organe de réglage 4' de façon à augmenter la tension d'essai. De façon préférentielle, l'organe de réglage 4' est constitué par un système amplificateur alimenté par la source i et alimentant l'enroulement basse tension du transformateur élévateur 2. Le signal Ue peut agir en faisant varier le coefficient d'amplification du système en modifiant la conduction de diodes, redresseurs ou thyristors. Il est clair que, sans sortir du cadre de la présente invention, le dispositif comparateur 42 pourrait etre amené à comparer toute autre valeur analogique proportionnelle aux tensions réelle et imposée d'essai, par exemple des courants ou des frEquences. De même, le signal d'écart Ue pourrait agir de manière continue ou discontinue sur tout autre système de réglage. Il pourrait par exemple coRrander un moteur d'asservissement entratnsnt un potentiomètre, ou commuter des résistances ou des étages de transformation dans le circuit basse tension du transformatewr ou dans l'alimentation de la source. Le dispositif de réglage 4' et le comparateur 5 permettent ainsi d'imposer une tension d'essai fixe quelle que soit la charge 3 à tester. Le diélectrimètre objet de l'invention doit pouvoir réaliser en outre des essais diélectriques aussi bien en courant alternatif qu'en courant continu. Or, si le dispositif 5 permet sans difficulté de comparer des tensions continues (tensions proportionnelles aux tensions rebelle et imposée du circuit d'essai en continu) il n'en est pas de même en alternatif. son effet, la tension réelle du circuit d'essai présente, par rapport à la tension de la source (qui peut être considérée conte une tension de référence fixe), un déphasage important dA à flin- ductance du transfortateur d'essai et à l'impédance de la charge.Le dispositif 5 comparant des valeurs instantanées décelera de ce fait un écart de tension et émettra des signaux d'écart modifiant la tension me- me si les valeurs efficaces des tensions reelle et imposée sont égales. Aussi, conforseilaht~à une caractéristique particulière de l'invention, le comparateur est toujours alimenté en coursent continu par le montage qui va Titre décrit ci-dessous et qui est représenté figure 3. On a représenté sur cette figure la source 1 d'alimentation, le dispositif de réglage 4' et le transformateur élévateur 2 comportant son enroulement primaire 13 et secondaire 14. Le milieu de l'enroulement 14 est mis de manière classique à la masse, tandis que les extrémités de 1'enroulement sont réunies l'une à l'autre par des diodes 15 montées en opposition. Le point commun 16 des diodes constitue le potentiel d'essai continu réel qui est fixé par rapport à la masse par le condensateur 25. Le potentiel du point 16 fixe la valeur réelle de la tension d'essai que cet essai s'effectue en continu (ctest-à-dire lorsque la charge 3 est reliée au point 16) ou en alternatif (c'est-à-dire lorsque la charge 3 estreliée à une extrémité de l'enroulement secondaire 14 du transformateur 2). Il est amené~à un dispositif diviseur de tension 6 (représenté sur la figure 2) et constitué par une résistance 19, disposée entre le point 16 et la masse. Le point 20 de cette résistance est raccordé au comparateur 5 et constitue l'amenée de tension Un proportionnelle à la tension dressai. De cette façon, ledit comparateur peut ne mesurer que des tensions continues ne faisant plus apparattre les écarts d s à des déphasages. Le diélectrimètre comparte en outre une caractéristique spéciale due à l'obligation d'utiliser indifféremment l'appareil pour des essais alternatifs ou continus. Il a été remarqué que pou dcs essais en courant continu obtenu par redressement de courant alternatif, il était préférable de travailler avec des courants alternatifs de fréquence élevée (au moins égale à 200 Hz) ; c'est pourquoi conformément à une disposition particulière de ltinvention, le système de régulation 4' alimentant le transformateur 2 est commandé non plus directement par la tension d'écart Ue, mais à l'aide d'une tension obtenue par multiplication de la tension d'écart par une tension alternative qui peut titre choisie, soit d'une fréquence de 50 Hz, soit d'une fréquence plus élevée (200 Hz par exemple).Cette multiplication se faitdans un dispositif 21 dont l'alimentation passe par un commutateur 22 mettant cette alimentation en liaison avec une source 50 Hz ou 200 Hz. De cette façon le transformateur 2 est alimenté soit en 50 Hz soit en 200 Hz, plus facile à redresser. Le transformateur élévateur présente deux sorties 23 et 24 la première reliée à une extrémité de l'enroulement haute tension 14, la seconde au point 16 présentant un potentiel redressé par les diodes 154 Un commutateur 17 permet de relier la ligue 12 du circuit d'essai à l:un ou l'autre des contacts 23 et 24 permettant l'exécution d'essais en alternatif ou en continu. Pour intégrer le diélectrimètre muni des perfectionnements décrits dans un banc d'essai automatique, il suffit maintenant de réaliser l'au- tomaticité des opérations suivantes : - introduction dans le comparateur 5 de la valeur de référence Ur, lors que l'essai est souhaité, - introduction dans le circuit dressai haute tension de la charge que l'on désire tester, - sélection de la nature de l'essai i alternatif ou continu. Lorsque ces opérations auront été réalisées, la tension d'essai aux bornes de la charge s'établira àla valeur imposée et s'y maintiendra. Le courant de charge pourra également être mesuré et cette indication transmise et/ou enregistrée automatiquement. On a représenté schématiquement sur la figure 4 un dispositif permettant l'introduction automatique de la tension de référence dans le comparateur 5. Un commutateur sélecteur 72 commandé par le système programmateur 8 permet soit la fermeture de la ligue Ùr aboutissant au comparateur sur une source de tension fixe de référence, soit la sélection d'une tension donnée. Ce commutateur sélecteur peut agir soit directement sous La commande du programmateur, soit lorsque ce dernier est un ordinateur par l'intermédiaire d'un convertisseur digital analogique 9O La commande est effectuée soit par relais et sources de tension fixes, soit par potentiomètre asservi, soit par tout autre système d'affichage de valeurs analogiques ou digitales tel un lecteur de bande par exemple. Sur la figure 5, le système programmateur 8 commande l'introduc- tion de la charge dans le circuit d'essai, chaque charge étant repré sentée par son impédance propre I > 2 2 2 i3s Zn et sa capacité par rap- port à la masse C1, C2, C3, Cn. Ces charges sont disposées entre la conduite haute tension 12 du transformateur élévateur 2 et la masse M, en passant par des contacts il commandés par des relais 10. Les relais 10 sont commandés eux-mêmes par des signaux émis par le programmateur 8. Enfin si lton revient sur la figure 2, onpeut faire commander par le système programmateur 8 les commutateurs 17 et 22 permettant la sélection d'un essai en courant alternatif ou continu à l'aide dtun relais 18 par exemple. Gracie aux dispositifs représentés sur les figures 4et 5, le diélectrimètre objet de la présente invention peut gtre commandé par un banc d'essai automatique sans que l'opérateur ait à effectuer la sélection des essais et le réglage de la tension. Le banc d'essai automatique peut être géré par un système programmateur, tel un ordinateur par exemple. Le résultat des essais peut également être affiché et/ou enregistré automatiquement.L'ordinateur, en outre, peut gérer de la même manière des séries d'essais autres que des essais diélectriques, tels que des mesures d'isolement ou des essais de continuité, Enfin, l'on peut adjoinre au diélectrimètre selon l'invention tous les dispositifs communément utilisés dans les circuits d'essai tels que prises pour mégohmmètres, indicateurs de surcharge ou de surtension et, en particulier, le dispositif automatique de coupure au zéro-de la tension protégé par le brevet déposé par la demanderesse le 22 février 1967. Comme il va de soi et comme il résulte de ce qui précède, l'invention n'est pas limitée aux diélectrimètres perfectionnés plus particulièrement décrits, mais elle couvre également toutes les installations équipées de tels diélectrimètres. Son domaine d'application généralement envisagé concerne les bancs pour essais de contisluitéf d'isolement et de claquage sur des cabrages à usage automobile, aéronautique ou électroménager. Plus particulièrement avantageuse sera son application à des bancs d'essai automatiques gérés par un système programmateur notamment par ordinateur. REVENDICATIONS 1 - Diélectrimètre comportant une source d'alimentation, un transformateur élévateur et un dispositif de réglage de la tension d'essai, caractérisé en ce que le dispositif de réglage est commandé automatiquement en fonction de la variation de la charge appliquée au circuit dressai de manière à maintenir constante la tension dlessai. 2 - Diélectrimètre selon la revendication i, caractérisé en ce que le dispositif de réglage automatique se fait de préférence par voie électronique et comporte. - des premiers moyens permettant la commutation et la sélection d'une valeur de référence proportionnelle à la tension d'essai imposee, - des seconds moyens permettant la détection d'une valeur proportion nelle à la tension réelle du circuit 'essai, - un dispositif comparateur de la-valeur de référence imposée et de la valeur proportionnelle à la tension réelle d'èssai, ledit comparateur émettant un signal éventuellement amplifié proportionnel à l'écart entre les valeurs comparées, - le dispositif de réglage proprement-dit contrôlé par ledit signal d'écart et agissant sur la tension d'alimentation du transformateur élévateurs 3 - Diélectrimètre selon la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif. comparateur émet un signal de tension continuent qu'entre le dispositif comparateur et le dispositif de réglage est monté un des positif multipliant le signal de tension continoeparun signal de tension alternats 4 - Diélectrimètre selon les revendications 2 et 3, plus particulièrement destiné à des essais effectués indifferemment en alternatif et en continu, caractérisé en ce que la fréquence du signal de tension alternatif contrôlant le multiplieur est de 50 Hertz pour les essais en alternatif et d'au moins 200 Hertz pour les essais en continu, un dispositif de commutation étant prévu pour passer du contrôle 50 Hz au contrôle 200 Hz ou inversement. 5 - Diélectrimètre selon la revendication 2, plus particulièrement destiné à des essais effectués indifféremment en alternatif et en continu, caractérisé en ce que ltenroulement haute tension du transformateur élévateur comporte une prise médiane de liaison à la masse et que ses extrémités sont reliées à un point commun, par llintermédiaire de diodes opposées, ledit point commun étant relié au dispositif comparateur par l'intermédiaire d'un diviseur de tension. 6 - Diélectrimètre selon la revendication 5, caractérisé en ce que le point commun fixant le potentiel continu de l'enroulement haute tension est relié au contact fixe d'un commutateur, dont l'autre contact fixe est relié à une extrémité de l'enroulement haute tension, le contact mobile dudit commutateur relié au circuit d'essai sur lequel est montée la charge à tester fixant, par rapport à la masse, la valeur réelle de la tension d'essai. 7 - Diélectrimètre selon au moins la revendication 1, caractérisé en ce quiil comporte un dispositif de coupure ou d'établissement du circuit d'essai au zéro de la tension, tel que revendiqué dans le brevet déposé par la demanderesse le 22.2.67. 8 - Diélectrimètre selon au moins les revendications 2, 4 et 6 caractérisé en ce que les moyens de commutation et de sélection de la tension de référence imposée et les dispositifs de commutation dressais alternatifs en essais continus sont commandés automatiquement par un système programmateur, ledit système progammateur commutant en outre automatiquement le circuit d'essai sur la charge à tester. 9 - 3anc d'essai, notamment banc pour essai de câblages électriques à usage automobile, aéronautique ou électroménager, caractérisé en ce qui il comporte un diélectrimètre selon l'une quelconque des précédentes revendications. 10 - Banc d'essai selon la revendication 9, pour réaliser automatiquement sur des ctblages électriques et leurs équipements, des essais de continuité, d'isolement et de claquage, caractérisé en ce que'le système programmateur commandant le diélectrimètre est un ordinateur commandant successivement les essais de continuité, d'isolement et de claquage sur chaque élément du cablage, ledit ordinateur commandant en outre un système affichant et/ou enregistrant les résultats des essais.