LES APPAREILS DE MESURE ACTUELS

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pères, d o n t u n e bien faible partie seulement, à la vérité, est wattée. Toutefois, a u b o u t d'un instant, sous l'effet d e l'hystérésis et des courants de Foucault, le fer d u transfor- m a t e u r s'échaufferait tellement q u e les isolements et l'enroulement secondaire seraient vite détériorés.

M o y e n n a n t cette simple précaution, cet appareil, contrai- r e m e n t a u shunt à circulation d'eau, est véritablement, p o u r les courants alternatifs, u n instrument pratique, à la lois de service et d e contrôle. Il a le grand avantage d e pouvoir fonctionner, c o m m e n o u s l'avons déjà dit, avec tous les a m p è r e m è t r e s , d e sorte q u e l'on peut utiliser u n instrument d e précision p o u r les vérifications, et se con- tenter en service courant d'un a m p è r e m è t r e ordinaire, plus robuste et m o i n s coûteux.

C . L l M B

Docteur ès-Sciences, Ingénieur-Elech icien.

L E S A P P A R E I L S D E M E S U R E A C T U E L S

Communication présentée au Congres de Marseille, par M . A . DURAND, Chef de travaux au Laboratoire Central d'Electricité

Depuis l'année 1900, on ne peut signaler c o m m e appareils de mesures nouveaux que les vattmètres thenm'ques, dont tes indications sont presque indépendantes de la fréquence et de la forme de la courbe du courant. Les efforts des constructeurs se sont surtout borraéls à perfectionner les autres appareils : c'est ainsi que, pour les voltmètres et ampèremètres à aimant et cadre mobile, par exemple, on a, par l'emploi des alliages constantan et m a n g a m n , diminué, dans une grande proportion, l'erreur due aux variations de la température ambiante ; mais si, pour les courants continus, on parait arriver à un degré de précision suffisant pour les mesures industrielles, il n'en est pas de m ê m e pour les courants alternatifs, où l'emploi de tensions et d'intensités de plus en plus élevées nécessite des transformateurs trop souvent mal étudiés, et qui sont, alors, la cause d'erreurs nouvelles.

Tout le mal, il faut bien le dire, n'est pas imputable au constructeur, mais trop souvent dû à un mauvais emploi de l'instrument. Beaucoup d'appareils, livrés exacts, ont leurs indications faussées, temporairement ou définitivement, par l'influence des courants passant dans les conducteurs voisins.

M o n but, dans ce qui va suivre, n'est pas d'entrer dans les détails de construction, mais, par l'examen des défauts (1) et qua- lités des différents types d'appareils, de montrer quelle confiance nous pouvons avoir en leurs indications.

I. — C O N S I D É R A T I O N S S U R L E S A P P A R E I L S D E M E S U R E

lin examinant les causes d'incertitude, nous voyons que quelques-unes sont générales et peuvent affecter tous les appareils ; nous commencerons donc par les étudier. Ce sont : 1° Les défauts de graduation, les erreurs de lecture (parallaxe) ; et 2° Les actions mécaniques (pivotage, variation des ressorts, amortissement).

D'autres, au contraire, sont d'ordre électrique et seront signalés pour chaque type d'appareil ; elles sont dues à l'hystérésis, aux courants de Foucault, à l'affaiblissement des aimants, influence des champs magnétiques et électrostatiques, à la forme de courbe, à la fréquence du courant, à la variation des résistances des circuits avec la température, au couples thermo-électriques, etc.

Graduations. — Les dilatations, dues aux variations hygromé- Iriques de l'air, font restreindre l'emploi du carton pour les cadrans des appareils de mesure ; les divisions sont maintenant, ou gravées sur métal, ou, le plus souvent, tracées sur du papier adhérent à des feuilles métalliques.

(I) Beaucoup de ces défauts constatés, depuis plusieurs années, au Laboratoire Central d'Electricité, ont été signalés aussi dans différen- tes publications et notamment par M M AUMAGNAT, Instruments et méthodes de mesures ; EDGGUMBE ET PUNG^, J o u r n a l of Ihe Inititù- U o n of Elecirical Enainsers (19U-1905); HOSA. P>oceedinns of the A m e r i c a n Institule of Elecirical Enqineers (1905) ; HEINIUCHVTBEIICO WITZ. H a n d b u c h der Electrolecknik, Ziveiler Bancl funfle ablei-

Les erreurs de graduation seraient bien faibles, si les divisions étaient égales sur toute l'étendue de l'échelle ; cette dernière condj.

tion est rarement remplie ; aussi, la plupart des consti licteurs sont-ils obliges de graduer leurs appareils de 10 en 10 p^{a r} exemple, et de diviser ensuite ces intervalles aussi bien que pos.

sible ; mais, à ces causes d'erreurs, vient s'ajouter le changent de forme de la courbe d'étalonnement du au jeu pris par les vis sous l'influence, et de la chaleur, et des vibrations (surtout en alternatif).

D a n s l'état normal, on peut craindre pour la gradua lion des appareils étalons, des erreurs absolues atteignant 2 millièmes de la graduation m a x i m u m ; l'erreur relative ne sera donc pas constante sur toute l'échelle.

Erreurs de parallaxe. — Cette erreur est fortement diminuée dans certains instruments, grâce au miroir place sous l'aiguille.

Le plan vertical de visée est ainsi déterminé par la superposition de l'aiguille et de son image.

Ressors antagonistes. — Les ressorts, en général en alliages non magnétiques, laissent souvent beaucoup à désirer ; ils pré.

sentent une viscosité élastique qui se manifeste par un déplace, ment du zéro, lorsque l'appareil reste en circuit u n certain temps, Pour remédier à cet inconvénient, les constructeurs se servew souvent, c o m m e couple antagoniste, de deux ressorts spiraux agissant en sens inverse, mais cette compensation n'est pas pai- faite, les deux ressorts ne travaillant pas de la m ô m e façon. H n'est pas rare de voir l'aiguille dévier du 1/190 de l'échelle m a x i m u m , après une mise en service d'une heure aux 8 dixièmes de cette échelle.

U n e autre cause d'erreur provient aussi de la diminution du couple des ressorts avec l'élévation de température.

C'est pour remédier au déplacement du zéro, du à l'inégalilé dans les ressorts, que les constructeurs (surtout à l'étranger) munissent les appareils de vis de rappel : ce dispositif serait à généraliser.

Suspension des équipages mobiles. — 1° Suspension par fil métallique ou non. Employée dans le cas où la force agissant est très faible, cette suspension donne heu à un zéro mal déler- miné ; pour éliminer cette erreur due à la viscosité du fil, il est le plus souvent nécessaire de faire des lectures en inversant le sens de la déviation ; aussi ne doit-on compter que sur une approxima- tion de 0,5 pour 100 de la valeur m a x i m u m ;

2° Suspension par les ressorts spiraux : employée par lonl Kelvin.

3° Suspension par couteaux appuyés sur des surfaces en forme de V (électromètre Kelvin) ;

1° Suspension sur pivots. Les pivots doivent être particulière- ment soignés pour aie pas être une cause d'indécision clans les lectures ; ils reposent en général, sur des pierres dures montées, quelquefois sur ressorts ; ce dernier dispositif a pour but d'amor-

tir les chocs. C'est aussi pour ménager les pointes des pivots que les constructeurs font leurs équipages mobiles le plus léger possible.

L'indécision provenant des défauts de pivotage peut atteindre, pour les bons appareils étalons, 2 millièmes de la déviation totale;

cette indécision sera plus grande pour les appareils de tableau qui, souvent, oint une aiguille très longue. L'indécision dépendra, aussi, de la position de l'aiguille (horizontale ou verticale) ; cette dernière disposition étant la plus désavantageuse.

Amortissement. — Les constructeurs devraient apporter une grande attention à urne question aussi importante que celle de l'amortissement ; il est, en effet, inadmissible de voir, encore actuellement, les lectures aux appareils rendues impossibles par les oscillations de l'aiguille. Il m'est arrivé, pour des ampère- mètres mis brusquement en circuit, sur du courant continu fourni par des accumulateurs, de compter 75 oscillations simples rivant l'arrêt de l'aiguille ; la durée totale pour avoir le régime stable était de 45 secondes ! U n tel appareil sera d'autant moins utili- sable qu'aux variations de l'intensité du courant viendront s'ajouter les perturbations dues à la résonance qui pourra se produire entre la période d'oscillation de l'aiguille et celle du moteur.

Il est à. noter, que, quelque soit le genre d'amortisseur, l'action de la résistance de l'air sur l'aiguille indicatrice pourra se faire sentir (notamment pour les grandes aiguilles).

U n grand amortissement donnera Irop d'importance aux dcfmils de pivotage ; j'estime que deux oscillations simples suffisent pour les appareils étalons et de tableau, avec une durée totale d'oscillations de 2 secondes.

Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1909039

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L A H O U I L L E B L A N C H E

1-47

L'amortissement des oscillations de l'équipage mobile est obtenu : 1° l^{J a r} frottement intermittent (balances, électromèlres Kelvin) ; 2° Par frotfement d'une palette dans un liquide (eau et glycérine, huile; ; l'huile employée dans certains appareils peut donner lieu à des erreurs grossières (l'huile par l'abaissement de Ipmpéralure devenant visqueuse) ; 3° Par frottement d'une paletle ou d'un piston clans une -chambre à air ; ce dernier procédé, avec une bonne construction, donne d'excellents résultats ; 4° Par les cournnls de Foucault induits dans une pièce métallique passant entre les pôles d'un aimant.

II. - E X A M E N D E S D I F F É R E N T S T Y P E S D ' I N S T R U M E N T S P O U R T A B L E A U X E T B O I T E S D E C O N T R O L E

Appareils à cadre mobile et aimant. — Ces appareils, basés sur l'action d'un aimant sur le courant passant dans une bobine mobile, sont connus en France sous le n o m de Deprez-d'Arsonval ; ils dérivent du Siphon recorder de lord Kelvin. Le modèle indus- triel a élé créé par Weston.

Ils se composent, outre le boîtier, de cinq pièces principales qui doivent, pour la certitude des indications, répondre à différentes conditions ; ces pièces sont : L'aimant, les surfaces polaires, le nmiau en fer doux, le cadre mobile et sa résistance en série, et enfin les ressorts antagonistes qui servent à amener le courant dans le système mobile.

Aimants permanents. —- Les aimants permanents utilisés dans les appareils de mesure doivent permettre de réaliser un c h a m p inlon.se avec une grande stabilité. Pour arriver à ce résultat il faut que le c h a m p démagnétisant soit assez faible. Il faut donc de très faibles entrefers. D e plus la répartition du flux devant être uniforme dans un certain espace, la surface de cet entrefer doit (MRE assez grande, d'où la nécessité de munir les aimants de pièces polaires ou d'épanouissements polaires. A forme extérieure îden- lique, la stabilité est d'autant plus grande, c o m m e l'a montré Madame Curie, que la force coercitive est plus grande ; mais il ne faut pas oublier que, c o m m e on a besoin d'un c h a m p assez intense, il faut aussi que le métal employé ait une perméabilité assez élevée.

11 en résulte qu'il vaut mieux employer les aciers au tungsène que les aciers au molybdène. Ces derniers ont une force coercitive plus élevée que les premiers, mais une perméabilité plus faible.

Bien entendu ces aciers sont utilisés à l'état trempé. Le choix de la température de trempe n'est pas indifférent. D a n s certains cas les propriétés magnétiques dépendent de la température de trempes ; d'autre part il faut éviter à la trempe la formation de tapures.

Deux raisons influent sur la constance des aimants permanents : 1° Le métal trempé, aimanté, voit ses propriétés se modi- fier lentement. C'est le phénomène connu sous le n o m de revenu après la trempe. Pour éviter ces variations lentes, on peut provo- quer un revenu rapide par une chauffe de 100 à 200 heures à 55°.

2° Un certain nombre de causes font varier l'intensité d'aimantation d'un aimant permanent ; tels sont les chocs, l'action des champs extérieurs, les variations cycliques de température.

Mme Curie a montré que toutes ces causes sont à peu près équi- valentes, de telle sorte que lorsque l'une a agi, les autres sont sans action. Ainsi, d'après M m e Curie, il suffirait, après avoir aimanlé à saturation u n aimant permanent, de le désaimanter du dixième de son aimantation rémanente, pour le rendre insensible à la plupart des causes de variations auxquelles il peut être soumis.

Mais il ne faut pas oublier que toute cause susceptible de faire varier l'intensité d'aimantation rémanente de l'aimant sera suivie d'une période de variation lente. Ainsi, c o m m e l'a signalé Klemen- fie. il suffit de placer un aimant dans une enveloppe métallique Pour que sa nouvelle intensité d'aimantation varie pendant un certain temps. M ê m e lorsque l'aimant est devenu constant, les Variations de température entraînent une variation réversible de l'intensité d'aimantation. Cette variation est très compliquée comme l'a montrée Ainsworth. Elle peut être positive ou négative.

'•Ile dépend non seulement du métal, mais de la température de ueuipe et de la forme de l'aimant. Des recherches faites à la Reichnnslnlt sur des aimants de compteur en forme de fer à cheval entre 0° et 60°, ont montné¹, lorsque la température augmen-

lnif, une diminution du c h a m p dans l'entrefer de²/^{1 0 0 0 0} par degré.

Houston et Kennely (*) ont indiqué que, pour qu'un aimant fût

HOUSTON I,T KENNELY, Eclairage électrique, t. IV, p. 36.

stable il fallait que le rappoit Ls

lût le plus petit possible, /.i et S étalnt la longueur et la section de l'entrefer, et s )a longueur et la section du circuit magnétique, v la force coercitive du métal. D'après Hemricli, la condition que tous les constructeurs cherchent à. remplir est :

Ls J_

LS ^ 100'

Signalons pour terminer, que Pierce et Campbell ont préconisé l'emploi de la foule trempée pour les aimants permanents ; que Maurain a indiqué qu'on pourrait peut-être utiliser le fer ôleclroly- tique déposé clans un c h a m p magnétique, et que Guillet a signalé les avantages de la trempe sous pression. Aucune de ces idées n'a, jusqu'ici, reçu d'application à notre connaissance.

N o y a u en jer doux et m a s s e s polaires. —- L a proportionnalité de toute l'échelle dépend de ces pièces en fer doux. Leurs surfaces soigneusement travaillées doivent avoir un centrage parfait et absolument indéréglable.

Queques constructeurs, Chauvin et Arnoux par exemple, pour simplifier la fabrication, suppriment les masses populaires ; il ne semble pas en résulter une infériorité bien grande au point de vue de l'exactitude des indications. D'autre part, dans les appareils à cadre Meylan-d'Arsonval, construits par la Compagnie pour la fabrication des compteurs, il n'existe pas de noyau en fer doux (*).

Cadre mobile. — Le cadre mobile est constitué par un fil de cuivre isolé, enroulé généralement sur un cadre de cuivre ; ce.

cadre sert d'amortisseur pour les courants de Foucault. L'emploi d'un enroulement en cuivre permet, pour le m ê m e nombre d'am- pères-tours, d'éviter un dégagement de chaleur susceptible do déformer le cadre ; par contre, la résistance électrique de l'enroulement variera avec la température de -i/1000^e par degré cenli- grade.

E n série avec le cadre mobile, se trouve une résistance en m n n - ganine ; elle sert pour le réglage, et permet d'amener l'aiguille au m a x i m u m de déviation pour la différence de potentiel dont on dispose. Le coefficient de température du galvanomètre dépendra donc du rapport entre la valeur de la résistance totale de l'appareil et celle de l'enroulement seul.

Poids de l'équipage mobile. — Les constructeurs cherchent I'I diminuer le plus possible le poids de l'équipage, afin de préserver les pointes des pivots ; ce poids varie de 1 h 6 grammes.

Le Tableau ci-jomt, emprunté à 1 ouvrage d'Hoinrich, montre la variation des constantes des millivolmèlres Weston et Siemens selon les différentes périodes de fabrication.

C A D R E M O B I L E COURANT A M I ' K I I K

A N N É E

^

pour la A M I ' K I I K e

co.vsrnucT^uns ^{A N N É E} C o u p e F g! m m e s - eenLim

(léu.lllul!

lol.ile a mp ei es

TOliïlS A

co.vsrnucT^uns ^{A N N É E}

Po.ils C o u p e F g! m m e s - eenLim

(léu.lllul!

lol.ile a mp ei es

TOliïlS

A " 7> P X -1

Siemens & IlaLko 1895-1900 10,9 0,7 0,075 1,39 0,07 0,05

» 1907 0.9 0,08 0,015 0/10 0,09 0,10 Weston] 1888 10 1 0 0,05 1.35 0,10 0,08 1891 t>." 0,90 0,10 1,25 0.11 0,11

» 1893 3,7 0,-10 0,03 0A 0,11 0,28 1 8 % '2,3 0,10 0,0'2 0 4 0,18 0,-15

>> 1903 2 0,-10 0,03 0 25 0,20 0,80

Ressorts antagonistes. — Les ressorts servent aussi à amener le courant au cadre mobile ; outre les qualités m>éteaniques, dont il a été question plus haut, ils devront avoir une faible résistance électrique et la variation de cette résistance avec la température doit être faible. Ces ressorts en bronze, n composlion plus ou moins secrète, ont. souvent, un coefficient de température de un millième par degré centigrade.

Couple des ressorts. — Ce couple est variable, naturellemenl, avec chaque constructeur, et doit être différent aussi, selon les types d'appareil. .D'après Heinrich, le couple, en grammes-cenli- métre, nécessaire pour produire une dévialion de 90° ne doit pas être inférieur au vingtième du poids de la bobine mobile.

~ (') Dans ces appareils, un seul côté du cadre est actif, et se déplace entre les surfaces polaires de l'aimant.

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la structure de l'alliage et par conséquent, une variation dans sa résistance électrique ; aussi ne devrait-on pas, à m o n avis, dôpas-

î^r i^a température de 100° pour le courant m a x i m u m . Il est indis- n'eiisible, dans tous les cas, que le shunt puisse supporter sans

altération

13 courant m a x i m u m . Beaucoup de shunts ne remplis- sent pas c die condition.

Surfaces de contact. Serrages. — Les surfaces de contact entre Ijij conflue leurs et les mâchoires des shunts sont, en général, trop IriDîes ; il faudrait au moine dix millimètres carres par ampère.

L?s bouLïis et les vis en fer ont l'inconvénient de se rouiller Munlagc des shunts. — Le montage sur les tableaux est très mîjwrtai'its et, pour ne pas exagérer les couples thermo-électri- ijiws, il est nécessaire d'avoir des serrages parfaits.

* !

La position des cables amenant le courant n'est pas indifférente.

Pour les shunts de plusieurs milliers d'ampères l'inégale réparti- tion des courants peu produire des erreurs atteignant 10 pour 100.

•Cet effet se manifeste surtout quant les prises de dérivation sont, non au milieu, mais aux extrémités des mâchoires. L a figure 3 représente des montages corrects ; la figure 4 un montage défec- tueux.

Précision des ampèremètres. — O n ne peut guère compter, pour l'étalonnement des shunts, sur une erreur relative de moins de 5 millièmes surtout pour les fortes intensités ; et, citant données toutes les causes d'erreurs que nous avons énumérées pour les raillivoltmètres, on voit qu'il faudra prendre de grandes précau- tions pour être sûr d'une exactitude de 1 pour ICO dans la mesure des intensités.

VOLTMÈTRES \ C A D R E MOBILE. — Aucune difficulté spéciale n'est à signaler pour les voltmètres ; il est seulement essentiel d'avoir des résistances de section suffisante pour rester en circuit sans élévation de température exagérée et sans variation dans leurs valeurs. La résistance des circuits varie de 100 à 200 o h m s par volt ; dams ces conditions, le coefficient de température est négli- geable pour tous les voltmètres à partir de 30 volts, car la résis- tance du fil du cadre (on cuivre) est faible devant la résistance

•le réglage. Les voltmètres sont, à tous les points de vue, bien supérieurs aux ampèremètres à shunt.

Réglage des voltmètres. — Les divisions étant tracées sur le papier, les constructeurs règlent définitivement les appareils, soit en faisant vamer la résistance mise en série avec le cadre, soit au moyen d'un shunt magnétique ; ce dernier procédé, très em- ployé, à l'avantage d'étalonner aussi le voltmètre en milli-ampère- mètre, car il permet de donner à la résistance de l'appareil un rapport très sample avec la différence de potentiel aux bornes.

BOITES DE CONTRÔLE. — Ces bo.tes renferment un voltmètre et un ampèremètre (à cadre mobile) à sensibilité multiples. Elles sont destinées a vérifier les installations ; aussi comportent-elles des appareils plus précis que ceux des tableaux de distribution. O n a cherché, pour ces-boites, à réduire le poids des appareils, de sorte que, le plus souvent, il en résulte l'impossibilité de laisser 1 appareil en circuit, d'une façon continue, au m a x i m u m de la charge. Les shunts sont souvent montés de telle sorte qu'ils puis- sent être changés sans couper le courant. Les appareils sont fixés sur une planchette, et il n'est pas indifférent (pour les raisons Miquées, à. propos des aimants et de l'influence des champs ijagnétiqueis), de changer de place les appareils ou de mettre la Planchette dans le voisinage de pièces de fer.

Je signale de nouveau, tout particulièrement, la boite de con- trôle Weston, dont l'étalonnement peut êlre vérifié sur place, grâce au dispositif poteniiornôtrique qu'elle comporte.

' Appareils à fer doux, cadre mobile et aimant. — A u milieu du cadre d'un galvanomètre Deprez-d'Arsonval se trouve une .petite palette en fer doux s'onentant dans le sens des lignes de lorce de l'aamant ; la force directrice est ainsi due aux ressorts :et a l'action de l'aimant sur cette palelte de fer doux.

Ces appareils étudiés par M . Weiss (') sont très intéressants en . ce sens que, dans centaines limites, leurs indications sont indé-

pendantes des variations de l'aimant.

Appareils à f e r doux et aimants, type Doprtz-Carpentier.

x — Ces appareils, très en vogue il y a quinze ans, sont actuelle- ment presque totalement abandonnés. Les systèmes mobiles ' avaient cependant l'avantage d'être très apériodique, et de prendre .instantanément leur positron d'équilibre ; par contre, d leur fallait une force électromagnétique considérable, nécessitant un grand .nombre d'ampères-tours ; il était donc impossible de laisser les

voltmètres an circuit, car l'intensité du courant était suffisamment ' élevée pour faire varier, avec la résistance des enroulements (en

cuivre), les indications de l'appareil Mais ce qui a surtout con- , tnbué à la disparition cle ce type d'appareils, c'est la désaiman-

tation de l'aimant qui causait fréquemment aux îiulicalions des avances de 15 a. 20 pour 100. Celte désaimantation cl mi due à 1 m- lluence des conducteurs voisins, et notamment, dans l'ampère-

; mètre, a. l'action sur l'aimant des ampères-tours nécessaires au fonctionnement de l'appareil ; il faut remarquer, en outre, qu'en cas de court-circuit les ampères-tours peuvent devenir considé- rables.

• Appareils à fer doux sans aimant. — Ces appareils, cxuènie- ment nombreux c o m m e tonnes, sont très employés ; ils ont 1 a- vantage d'être très robustes, et de pouvoir servir en courant alternatif. Leur prix de vente, très modique, est cause de leur niau- : vaise construction.

Le couple électromagnétique est dû a Faction d'un solenoide sur une ou plusieurs pièces en fer qui sont attirées ou repoussecs

• Le couple antagoniste est produit par des ressens ou par la

! pesanteur ; dans ce dernier cas, il est absolument nécessaire . d'installer l'appareil de telle sorte que l'oaguillc soit au zéro quand

; il ne passe aucun courant.

i Les indications de ces instruments sont faussées par l'hyslê- ' résis, les champs magnétiques extérieurs, la fréquence.

Hystérésis. — E n courant continu, l'hystérésis se manifeste ' par la différence des indications de l'appareil selon que le courant ' est croissant ou décroissant ; pour diminuer cette action, il faut : que les lignes de force dams le fer soient courtes, et que le 1er

soit, ou saturé, ou au contraire peu aimanté : dans le premier eus, ' le mobile sera léger, dans le second il sera lourd (pour les mômes j ampères-tours). Cette dernière solution est généralement adopléc,

; car, d'après certains constructeurs, elle a l'avantage de permettre I cle faire en courant continu 1 étalonnement d'appareils servant en

! courant alternatif ; en effet, si le fer est sulmé, la force est j sensiblement proportionnelle à la valeur mstanlanée du courant,

! et l'instrument indique la valeur moyenne ; tandis que si l'induc- Uion est faible, la force étant scnsiblemenl proportionnelle au i carré de l'intensité, l'appareil indique la valeur efficace, seule

; intéressante pour les courants alternatifs.

J'ai constaté que différents types d'ampèremètres, traversés, à la m ê m e fréquence, par le m ê m e courant pouvaient, donner des erreurs cle 10 pour 100 selon la forme do courbe du courant ; cela tient à ce que le rapport entre la valeur m a x i m u m et la valeur efficace n'était pas le m ê m e .

' Influence de la fréquence — L'intensité du courant alternatif pour les voltmètres est donnée par la relation ;

7CVIT_

Il faudra donc, pour avoir des mesures indépendantes de la fré- quence, diminuer le coefficient de self-induction de la bobine et par conséquent la longueur des lignes de force dans le fer.

Il résulte, de tout ce qui précède, que les indications île ces instruments peuvent être très aléatoires, cl qu il est souvent i,éce«nire de tracer les graduations avec le courant m ê m e sur lequel doivent servir ces appareils.

(•) Bulletin de la Société internationale des Electriciens, 1902 FIG. 4. Montage incorrect

Fie 3. Montage correct.

(4)

1 5 0

Action des c h a m p s extérieurs. — Les champs magnétiques extérieurs ont une influence encore plus grande sur ces appareils que sur les appareils à cadre mobile ; la position des câbles amenant le courant a souvent une grande importance. Cette action pourrait à la rigueur être corrigée (par un nouvel étalon- nement sur place), tandis que celle des courants passant dans les conducteurs voisins produit des erreurs accidentelles et irrégu- lières dont il est impossible de tenir compte : H a r t m a n n et Braun indique la distance de 50 cm. entre l'équipage et u n conducteur parcouru par un courant de 1000 ampères pour que l'action soit de 1 pour 100.

Boîtiers. — O n peut remédier, en partie, à ces actions exté- rieures, par l'emploi d'un boîtier en fonte, mais il ne faut pas oublier'que l'hystérésis des boîtiers peut jouer u n rôle important ; pour l'atténuer on disposera le solénoide intérieur de façon à rendre m i n i m u m la longueur des lignes de force (dans le boîtier).

Amortisement. — Ces appareils ont généralement u n amortis- sement insuffisant ; c'est à eux surtout que s'applique ce que,je disais au début de ce rapport au sujet de l'amortissement.

Graduations. — L'action variant c o m m e le carre de l'intensité, les divisions ne seront pas égales sur toute l'échelle.

Précision des mesures. — L a précision ne sera pas bien grande, à cause de l'hystérésis, etc. ; mais tout ce que nous pouvons demander, c'est d'avoir des indications concordantes. U n e erreur relative de 1 à 2 pour 100 au 8 dizièmes de la graduation m a x i m a sera bien admissible ; mais l'erreur absolue ainsi déterminée devra être constante pour toute la partie utile de l'échelle.

Wattmètres et compteurs. — Les wattmètres actuellement utilisés sont tous à lecture directe ; on a renoncé aux appareils a torsion dont l'emploi était si pénible, et qui étaient inutilisables pour la haute tension. Les wattmètres servent surtout, pour les courants alternatifs et doivent d'abord répondre à différentes conditions faciles à ràaliser (déviation proportionnelle à la puissance, amortissement parfait). Les causes d'erreur pouvant affecter leurs indications tiennent : 1° A u x courants de Foucault se développant dans les parties métalliques de l'instrument ; 2° A la self-mduction et à la capacité de la partie mobile et de sa résistance en série ; 3° A u x transformateurs ; 4° A l'action des champs magnétiques voisins.

Courants de Foucault. — Les courants de Foucault, auxquels il faut joindre l'inégale répartition du courant dans les conducteurs (effet Kelvin) peuvent produire, dans le cas de courants très décalés sur la tension, des erreurs atteignant 10 et 20 pour 100. O n évitera ces actions secondaires, par la suppression de toutes les parties métalliques (boite, support, etc). par le fractionnement et le toronnage des circuits. Tout instrument mal construit à cet égard, devra être rejeté.

Self-induction et capacité. — L a formule de correction :

P — P'

1 + tg.^? lg.4>

avec

indiquée par Flemniing, suppose la non existence des courants de Foucault et de l'effet Kelvin dont je viens de parler ; dans cette formule P est la puissance vraie, P¹ la puissance lue au wattmètre, * l'angle de décalage entre la tension et le courant dans le réseau, f l'angle de décalage entre la tension et le cou- rant dans le fil fin. Cet angle est le seul sur lequel nous puissions avoir action.

•Les indications, non corrigées, sont le plus souvent trop fortes ; mais le coefficient de correction sera d'autant plus faible que le rapport de l coefficient de self sera petit par rapport à R, résis- tance du circuit dérivé. Cette condition est bien remplie pour les appareils étalons, pour lesquels le coefficient l est faible (0,003 à 0,005 henry et R grand (30 o h m s par volt).

Quant à l'effet de la capacité de l'enroulement fil fin, on l'évitera par le fractionnement des résistances (à double enroulement et sans self) mises en série avec la bobine mobile.

Il est assez difficile, pour les compteurs d'énergie que l soit petit devant R ; aussi constate-t-on dans la marche de ces appareils, malgré les dispositifs compensateurs employés, des erreurs variables avec le décalage du réseau ; cette remarque est importante, car dans la mesure d'une puissance triphasée par la méthode des deux wattmètres, l'un des appareils peut fonctionner avec un courant très décalé sur la tension.

Transformateurs. — L a question est encore plus dificile si le compteur et le wattmètre sont munis de transformateurs de ten-

sion, et surtout d'intensité ; ces transformateurs viennent ajouter des décalages supplémentaires entre les courants primaire et secondaire. Les transformateurs de tension, fonctionnant toujours avec la m ê m e induction, seront relativement faciles à construire (la question d'isolement, seule, est importante) ; mais les transformateurs d'intensité, dont l'induction est variable avec l'intensité du courant, donnent heu, bien souvent, à des erreurs graves.

Pour avoir un l'apport de transformation constant, les transfor- maleurs doivent être construits avec d'excellentes tôles, avoir une rôluctante très faible et être dépourvus de fuite magnétique ; jl^s seront donc relativement lourds. Nous employons (*), au Labora- foire central d'Electricité, pour les transformateurs d'intensiW des anneaux de fuies circulaires sur lesquels les enroulements sont faits d'une façon aussi régulière que possirue. La Société Siemens et Halske construit ses transformateurs de mesure sans joints magnétiques, mais donne aux tôles une forme rectangulaire évidée. L a seule difficulté de l'anneau est le bobinage, mais c'est un faible inconvénient devant le résultat obtenu. Les fransfoinm-

tours à circuit magnétique ouvert, ou construits avec des joints

ne devraient plus être employés actuellement. '' Actions extérieures. — Ces actions, dont il a été question pour

les ampèremètres à cadre mobile, causent, sur les indications des compteurs et wattmètres, des erreurs graves, car ces actions purement locales n'existent pas dans les vérifications des appareils au laboratoire ; que de fois ai-jc constaté une marche irrégu- hère de compteur, marche due, uniquement, à l'influence des conducteurs voisins ! Les compteurs, surtout à cause des questions pécuniaires qui s'y rattachent, devraient être éloignés, non seulement les uns des autres, mais encore de loul conducteur parcouru par des courants intenses. Il ne faut pas oublier que certains types de compteurs, vendu c o m m e astatdques, ne sont réellement asiatiques que dams des c h a m p s uniformes, cas rare dans les tableaux de distribution.

Erreurs. — Les erreurs, pour les wattmètres étalons construits d'une façon rationnelle, atteindront au plus 0,5 pour 100 pour tes 8 dixièmes de la graduation m a x i m a ) ; mais, pour les compteurs,

elles sont beaucoup plus importantes ; les frottements sur les pivots, le décalage des courants, l'emploi de transformateur, l'action de la température sur l'amortisseur en enivre (cette dernière produit 3 à 4 pour 100 pour 10° C), fausseront les indications, et

selon la charge, et selon le type de compteur. Aussi, peut-on demander, en courant constant, une précision de 1 à 2 pour 100 et cela seulement à partir de un dixième de la puissance totale du compteur.

E n régime variable, sur les réseaux de traction et de transport de force, la mesure exacte de l'énergie est un problème encore h résoudre ; il n'est pas rare de constater sur les compteurs des erreurs de 10 à 20 pour 100, erreurs variables d'un instant :\

l'autre avec le sens des décalages du courant dans le réseau.

Électrodynamomèires - Les électrodynamomètres à torsion fgenre Siemens) ne s'emploient plus maintenant ; mais les balances bien connues de lord Kelvin sont toujours oonsidérities comme d'excellents appareils étalons ; elles ont cependant l'inconvénient d'être insuffisamment amorties ; de plus, dans les grands modèles (kilo-ampères), où les circuits sont formés de barres massives, les indications peuvent être inexactes en courant alternatif. L'erreur atteint 6 pour 100 avec la fréquence 40, et varie avec elle.

O n construit actuellement des électrodynamomètres à lecture directe servant de voltmètres ou d'ampèremètres. Ces instruments ayant un c h a m p magnétique intérieur très faible, leurs indications seront faussées par les champs extérieurs ; le champ ter- restre, par exemple, peut produire une erreur de 2 pour 100 ; aussi, dans le cas d'emploi pour les courants continus, faudra-t- îl faire deux lectures en inversant le sens du courant.

L'intensité nécessaire, pour la déviation totale, peut varier de 0,5 ;\ 0,05 ampère ; elle dépend de la tension pour laquelle l'appareil a été construit.

Les voltmètres, à partir de 100 volts, ont leurs indications sensiblement indépendantes de la température et de la fréquence.

Les ampèremètres, dont la bobine mobile ne peut supporter le courant total, ont cette bobine mobile en dérivation sur le circuit fixe. Dans ce cas, pour que l'étalonnement soit le m ê m e en courant continu et alternatif, il faut que la constante de temps soit la m ê m e pour chacun des circuits et, par conséquent, que la

(") JA.NET ET Iuovini, Bulletin de la Société internationale Electriciens, février 1903.

(5)

résistance R ne varie ni avec la température ni avec l'intensité du courant. O n est donc a m e n é à admettre une densité de courant assez faible dans les enroulements.

Electromètres. — Ces appareils consommant peu de courant, sont employés pour les hautes tensions. Les forces mises en jeu sont très iaibles, aussi la construction est-elle délicate. Les indications peuvent varier sous l'influence des champs électrostatiques (frottement sur la cage, etc.) et des étincelles qui se produisent souvent entre l'aiguille et les plateaux. O n recommande, dans le but déviler la détérioration de l'instrument j>ar l'étincelle entre plateaux, d'intercaler des résistances liquides sur le trajet d'un des conducteurs ; ce dispositif est excellent à condition de ne pas employer une résistance trop grande ; et iL est toujours prudent de vérifier que cette résistance ne trouble pas les indications de l'appareil. J'ai constaté des erreurs grossières dues à des contacts aux bornes insuffisamment décapés ; il faut donc surtout avec ces instruments, avoir des fils de connexion excellents. L'isolement des electromètres peut être compromis après quelques jours de services par l'ozone qui se dégage.

Ces a]>pareils indiquent les valeurs efficaces, mais leur emploi est limité par la. tension m a x i m a de l'onde ; c'est cette tension maxima qui doit déterminer l'écart entre l'aiguille et les plateaux ; telle est la raison pour laquelle on voit les appareils vendus pour 50.000 volts, être inutilisables à partir de 35.000 volts efficaces.

On se trouve donc a m e n é pour les hautes tensions, ou à employer des appareils volumineux ou à se servir de réducteurs de potentiel : ces réducteurs peuvent être constitués par une résistance, sans self ni capacité, aux extrémités de laquelle est appliquée la tension à mesurer ; l'électromètre à basse tension est mis sur une fraction connue de ces résistances. A u heu d'employer ces r'iii.itnnces qui absorbent de l'énergie, on peut se servir de capa- cités mises en série, l'électromètre sera branché en dérivation sur une des capacités : mais il faudra, pour cela, que la capacité de l'électromètre soit négligeable devant la capacité étalon ; il faudra, ci outre, que les diélectriques de ces eapantés ne se modifient pas sous l'influence prolongée de la tension.

Degré de précision. — Dans ces appareils, les divisions ne sont pas égales, mais l'inégalité peut être corrigée, en partie, au m o y e n d'un procédé indiqué par Ayrton ; il suffit pour cela d'intercaler sur le trajet de l'électromètre une capacité conveneible. Quelle que soit la méthode employée, il ne faut pas compter, pour les électro- mètres à haute tension, sur une exactitude de plus de 2 à 3 pour 100 ; tes electromètres à basse tension peuvent être exacts à 1 pour 100.

Appareils d'induction — Les ampèremètres, voltmètres, waltmètres d'induction, dérivent tous du principe indiqué j>ar Fer- rans ; ces appareils, si em/ployé à l'heure actuelle sur tous les tableaux alternatifs, sont très robustes, mais malheureusement leurs indications dépendent de la fréquence et de la forme de courbe du courant alternatif ; ils subissent aussi l'influence des champs magnétiques extérieurs, mais dans une assez faible mesure, car pour leur fonctionnement ils disposent de champs meneurs très intenses. Les variations de température peuvent produire des erreurs de 2 à 3 millièmes par degré centigrade.

Les transformateurs sur lesquels ils fonctionnent d'habitude devront avoir les m ê m e s qualifias que ceux des wattmètres.

Appareils thermiques. — Les appareils thermiques genre tiirdew, actuellement disparus, ont fait place à d'autres dans lesquels une petite portion du fil est dilatée par la chaleur dégagée sous l'influence du courant. Les appareils Hartmann et Braun sont tes plus connus et de beaucoup les plus répandus.

La température du fil est souvent si élevée qu'il ne peut supporter sans se rompre une surcharge relafivement faible. Tous ceux fpu ont employé les thermiques savent avec quelle rapidité arrive 'a rupture du fil, et cela malgré les fusibles dont ils sont munis Dar le constructeur.

La chaleur dégagée produit, malgré les dispositifs compensateurs employés, des déformations du support du fil amenant des déplacements du zéro. L'indécision de lecture qui en résulte peut

fitre importante.

Les aiguilles des thermiques prennent lentement leur position

«quilibre ; leurs indications seront donc en retard ou en avance nr les valeurs vraies ; cela a peu d'importance, en général, et

«eut contribuer à l'amortissement.

Les \aleurs indiquées sont indépendantes de la forme de l'onde, w Ja fréquence et des actions extérieures, mais la fragilité de ces

•nslruments les fera remplacer, de plus en plus, sur les tableaux,

soit par les appareils d'induction, soit par les électromagnétiques bien étudiés.

La ccnsominalion des thermiques est très élevée, environ 0,2 à 0,3 ampère pour les voltmètres et h 0,2 volt pour les ampère- mètres, ce qui oblige à employer, pour les hautes tensions, des transformateurs.

Montage. — Il faut, pour des courants supérieurs à 300 ampères, torsader les fils reliant le shunt au voltmètre de mesure, car le courant principal peut produire des forces êleclromotrices suffisant d'induction pour fausser les indications de 1 à 2 pour 100.

Il est aussi essentiel de ne pas modifier la résistance des cordons souples et de leurs attaches. L a précision des mesures est de l'ordre de 2 pour 100 pour les 8 dizièmes de l'échelle.

Appareils enregistreurs. — Les systèmes de mesure des enre- gistreurs sont construits suivant les différents principes que nous avons examinés ; ils an ont par conséquent tous les inconvé- nient ; il faut ajouter à ces défauts les irrégularités produites par le dispositif enregistreur lui-même ; aussi ne peut-on attendre de burs indications que des résultats souvent grossiers.

L'enregistrement se fait d'une façon continue ou discontinue Dans le premier cas le frottement de la plume ou de la molette sur le papier produit, le plus souvent, un tracé défectueux ; l'enr - gistfemeiit discontinu est obtenu par pointe d'une aiguille, m par percement du papier (enregistreur à étincelle de Siemens) ' pour les deux cas, les variations rapides ne sont pas enregislio . et seront faussées par l'oscillation propre de l'appareil. A n i avis, il faudrait c o m m e pour les oscillographes, avoir une grand- force, directrice et un petit m o m e n t d'inertie ; cette dernière co:i dilion, difficile à obtenir avec des appareils à aiguille, serait réal.

sable par l'enregistrement photographique des déviation d'i rayon lumineux.

L'enregistreur oscillograpbique rendrait les plus grands service, pour la mesure de la puissance et l'étalonement des compleurr en régime variable.

Fréquencemètres et synchroniseurs. — Les fréquencemètres Hartmann et Braun basés sur la résonance de lames vibrantes le synchroniseur Lincoln, et celui d'Everett (à c h a m p tournant) sont très employés.

La Compagnie pour la fabrication des compteurs construit un fréquencemètre basé sur l'action de deux circuits attirant deu.\

noyaux de fer solidaire de l'aiguille. Les deux circuits sont reiicb en dérivation l'un sur l'autre, mais un des circuits est complété par une résistance sans self, l'autre par une bobine de self. Une bobine de self-induction, mise en série avec l'ensemble des deux- bobines, est destinée à étouffer autant que possible les harmo- niques. L a déviation de l'aiguille dépend du rapport entre les courants dans les bobines ; quand la fréquence est faible il passe beaucoup de courant dans la bobine avec self, et son noyau est fortement attiré, l'inverse a heu si la fréquence augmente.

Phasemètres. — Le seul m o y e n d'avoir, exactement, la diffé- rence de phase entre deux courants est d'employer une méthode oscdlographique ; col te méthode montre que, sauf pour le cas rare de courants sinusoïdaux, la différence de phase entre les deux m a x i m a est différente de celle des deux passages à zéro ; dans ces conditions, les appareils industriels ne peuvent servir qu'à titre de renseignemenl, leurs indications se rapportant à l'angle de décalage fictif ? qui existerait entre deux courants sinusoïdaux ayant ce m ê m e délcalage.

III. — A P P A R E I L S D E L A B O R A T O I R E .

Dans cette revision très rapide, nous n'examinerons que les principaux appareils.

Boîtes de résistance. Pont de Wheastslonc. — Tous les cons- tructeurs emploient maintenant, pour les bobinas, le manganin.

Les résistances ont ainsi un coefficient de température négli- geable, mais il est nécessaire, pour avoir une valeur stable, de faire vieillir, artificiellement, l'alliage.

Les fiches des boîtes laissent beaucoup à désirer ; leur forme conique n'assure pas toujours de bons contacts et devrait être remplacé par des serrages piafs facilement accessibles et d'un nettoyage commode. L a maison Carpentier est entrée dans cette voie, mais seulement pour les ponts de haute précision.

Le vernis dont on enduit les résistances est souvent hygromé- trique et a une influence variable d'un jour à l'autre, influence d'autant plus grave qu'elle peut passer inaperçue.

Les boites à résistance en série devraient être remplacées par

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les. boites à dûcades ; je signale le montage Nugues-Garpentier c o m m e ayant 1rs avantages des boites à décades, tout en em- ployant moins de bobines.

Il ne faut guère compter, malgré tout ce qu'on assure, sur une erreur inférieure au millième (en valeur absolue) ; et c'est seulement avec des précautions tout à fait spéciales qu'on pouira atteindre une précision plus grande. Cette erreur allectera, bien entendu, tous les méthodes et appareils cle mesure dans lesquels cnlrera la valeur vraie des résistances et non leur rapport.

• Pont double de lord Kelvin. — 1? Modèle-industriel, dans lequel la valeur de la résistance est comparée à une longueur pnse sur une barre étalonnée. La barre étalon, devra être bien calibrée et bien homogène c o m m e résistance linéaire. L'erreur relative est variable selon la position du curseur sur la barre et il y a, toujours, incertitude, non seulement pour la position d'équilibre, mais encore pour la valeur absolue de la longueur.

2° Modèle de précision dans lequel la résistance étalon est fixe, mais où la mesure s'effectue par la variation du rapport des bras cle proportion. O n trouve des ponts montés de cette manière, mais qui ont, à m o n avis, dans leuns bras cle proportion des résis- tances trop faibles ; ces résitances ayant quelquefois 10 ohms, des contacts mal assurés, ou m ô m e les fils de connexions allant à la résistance à mesurer introduiront facilement des erreurs de 1 pour 100.

Résistances étalons pour fortes intensités. — Ces résistances, construites autrefois en madlechort, sont établies maintenant en manganin. U n e ôlévalion de température-de 100° C. produit une variation de i centièmes sur la valeur d'une résistance en mail- lechort, tandis que pour le m a n g a n m la variation est dix fois moindre ; il faut donc, avant tout, éviter une température élevée qui, outre la variation ci-dessus, produirait un changement dans la constitution de l'alliage. L a grosse difficulté pour ces résis- ' tances est cle dissiper la chaleur dégagée par le courant. ; plusieurs

moyens sont employés :

1° Le refroidissement par l'air ; c'est le meilleur, mais il en- traîne à une grande surface cle refroidissement et à une masse cle métal souvent considérable, de sorte qu'il est impossible à utiliser si l'on veut rester clans- les-limites cle températures acceptables.

2° Le îefraidissement par l'huile de pétrole. Ce dernier dispositif, étudié par la Reichanstalt, semble donner d'excellents résultats.

Les lames de manganin plongent dans du pétrole qui, dans ce cas, est refroidi par un courant d'eau passant dans un serpentin ; il y a toutefois heu de craindre une altération du manganin par le pétrole (plus ou moins acide) ou par .l'eau dans le cas de fuites du serpentin ; il ne faut pas oublier que le manganin est très alté- rable par-l'humidité.

3° Le refroidissement peut ôtre obtenu en faisant passer un courant d'eau dans la- résistance étalon constituée par un tube creux. Ce modèle, très séduisant par son encombrement minime, ne peut être fa.it en manganm- (qui serait altéré par l'eau) ; j'ai constaté pour le maillechort que la résistance augmentait avec te temps, ce qui semble dû à une attaque ou à une usure du tube par l'eau.

O h m m è l r c s et vérificateurs d'isolement. — Sous oe n o m on trouve clans le commerce des appareils basés sur des principes différents :

1° Les uns, composés d'une batterie cle piles et d'un galva- nomètre indiquent, par la déviation de l'aiguille du galvano- mètre, la valeur de la résistance mesurée. Les indications cle ces appareils sont faussées par les champs magnétiques extérieurs et par la variation de la dilKraice de potentiel de la pile ; ce qu'il y a cle fâcheux c'est que toute diminution cle cette différence de potentiel donne, pour la résistance à mesurer, une valeur trop grande (l'erreur peut atteindre 50 pour 100). Il est donc cle toute utilité de contrôler, souvent ces appareils ; à cet effet, certains d'entre eux comportent une résistance étalon permettant de véri- fier un point de la graduation, ou sont munis d'une magnéto qu'on fait tourner à une vitesse déterminée Sur le m ô m e principe sont construits des appareils fonctionnant avec la tension du réseau ; l'influence de la pile est ainsi évitée.

2° D'autres sont constitués par des ponts de Wheatstone.

.3° Enfin les ohmmètres Evershed et Carpentier, basés sur une disposition indiquée par Maxwel, permettent d'éliminer l'erreur due à la variation de la force éïectromotrice.

-Dans toutes les mesures d'isolement, on sait qu'il est néces- saire de faire les essais sous une tension voisine de celle du réseau, car les résistances d'isolement varient avec la tension ; cette observation doit guider pour le choix de l'appareil à employer.

Piles étalons. —• L'élément Latmimer Clark n'est plus usité à

; cause de la variation de sa force électromotrice avec la

t e m p e ,

rature (1 milhvolt environ par degré) ; au contraire, les éléments Weston, sensiblement indépendant de la température (dans cor- tames limites), sont universellement adoptés. L a force électnj.

motrice cle l'élément Weston est d'environ 1,0185 volt (à 20") L⁽i détermination de la valeur exacte de cet élément est, on co moment, le sujet de très importants travaux de recherches dan»

les principaux laboratoires scientifiques du m o n d e el en Franc!-' a la Sorbonine, au Laboratoire central d'Electricité.

Les produits purs du commerce sont insuffisants pour la cous- truclion des étalons au cadmium (') ; aussi faut-il avoir recours à des produits préparés et traités suivant certaines méthodes '• c'est à cette condition que les forces électromotrices des étalons <!iî divers constructeurs ne dilfèrent pas de 1 demi milhvolt pour |^a m ê m e température.

Potentiomètres. — Les dispositifs potentiomélnqucs se sont développés beaucoup dans ces dernières années ; mais la lenteur des mesures fera toujours du potentiomètre un instrument de laboratoire. Ces appareils, destinés à des déterminations précise», exigent des courants très constants, aussi est-il de toute néces- sité d'avoir, pour le circuit potentiométrique proprement dit, un courant ne dépassant pas un millième d'ampère. Avec cette inten- sifié*, on peut employer c o m m e source auxiliaire une pile (pile do microphone pair exemple), tandis que, pour les modèles exigeant - un courant plus intense, il sera nécessaire d'avoir des accumula-

teurs et de vérifier constamment le réglage du circuit du poten- tiomètre. De plus,, avec un courant fort, les défauts de contact (notamment les contacts glissant sur fil) prendront une grande importance et seront une source cle variations el d'ennuis.

Etalons de self-induction el d'induction mutuelle. — Il est très difficile cle déterminer la valeur d'un étalon de self-induction ; les différentes méthodes employées ne permettent pas cle compter sur une précision supérieure à 1 pour 100. Les étalons d'induction mutuelle, au contraire, peuvent être calculés, à condilion toutefois qu'ils soient dépourvus de fer ; l'exactitude de ses étalons dépen- dra de la. précision avec laquelle seront déterminées leurs dimen- sions géométriques.

Oscillographes. — Ces appareils sont des plus précieux pour l'étude des courants électriques variables ; mais ils sont cmeurc, malheureusement d'un maniement délicat et il serait à souhaiter qu'une construction plus parfaite rendit leur emploi plus facile Le système optique, en général défectueux, ne permet pas d'avoir une bonne image photographique des courbes.

O n d o g r a p h e d'Hospitalier. — Cet appareil ne permet pas.

c o m m e les oscillographes, d'avoir la courbe correspondant à la m ê m e période ; il peut rendre néanmoins des services quand il s'agit d'une succession de phénomènes périodiques identiques.

Ilystérésimèlres. — L'appareil d'Ewmg, qui eut jadis une grande vogue, est aujourd'hui presque abandonné. Cet appareil présente de nombreux défauts. L'induction utilisée, 4000 gauss environ, est beaucoup trop faible, surtout à l'heure actuelle où l'on fabrique des tôles dans lesquelles les perles en fonction de l'induction croissent beaucoup plus vite que ne l'indique la loi cle Steinmetz. L'éprouvette utilisée est d'une masse beaucoup Irop faible, étant données les grandes variations que présenlc le métal suivant les points de la tôle où l'on a prélevé l'éprouvelte et suivant que cette 'éprouvette a sa grande dimension parallèle on perpendiculaire au sens du laminage. D e plus, les phénomènes du vieillissement rendent peu sur l'emploi d'éprouvettes à faibles pertes.

L'hyslêrisimètre Blondel est aujourd'hui plus employé. Ot appareil qui utilise une induction d'environ 10.000 Gauss présenlc quelques inconvénients : masse de l'éprouvette trop faible, mesure de perte par hystérésis ne correspondant exactement ni à l'iiyslé- résis tournante, ni à l'hystérésis alternative.

L a véritable méthode pour la détermination industrielle tte^s pertes par hystérésis est la méthode préconisée par l'Association des Ingénieurs électriciens allemands : détermination par l«

méthode du wattmètre des pertes totales, pour l'induction 10.000, la fréquence 50 et la température de 30° C. ; on emploie dans ces conditions des éprouvettes ayant environ une dizaine de kilo- g r a m m e s .

Le procédé qui consisterait à découper, pour faire cette mesure, des éprouvettes constituées par l'empilement de rondelles circu-

(*) Ils peuvent produire des différences de 2 millièmes environ.

(7)

I jn,s présenterait des difficultés de bobinage auxquelles on ne ''.iil'injèie s'astreindre dans l'industrie. Pour éviter ce bobinage, divers appareils ont

elle

proposés par Epslein, Ricliter, Môllin-

, M ]>'après Gumlicb et Rose, ces appareils donnent des résul- Ints qui , n , e dilièrent que de 2 à 3 pour 100 des résultats foui ni s n'ar l'anneau bobiné ; aucun d'eux n'a pourtant encore reçu l'op- irobalion officielle de l'Association des Electriciens allemands.

j| ne faut pas oublier que cette méthode nécessite, pour donner des résultais, un certain n o m b r e de précautions qui restreignent souvent son emploi dans l'industrie.

Perméamètre. — Les anciens types de perméamètres, d'Hopkin- gon à arrachement, sont aujourd'hui presque complètement aban- donnés, du moins en France. L'appareil de Kath est encore assez utilisé1 en Allemagne. E n France, on utilise le perméamètre Picou,

miistriut par Carpentier. Cet appareil semble donner de bons résultats, au moins dans les inductions moyennes. Les valeurs trouvées pour les faibles inductions sont évidemment altérées par l'impossibilité où l'on se trouve de désaimanter complètement le fer. 11 semble, d'après des essais faits au Laboratoire central d'Electricité, donner aux inductions élevées des valeurs 10 pour 100 plus faibles que les valeurs vraies. Cela tient probablement, comme la signala G u m h c h , à l'erreur causée par l'obliquité des lignes de force dans les joints.

Il est ban de ne pas oublier également que les phénomènes de viscosité magnétique peuvent dans le cas d'acier très doux fausser gravement les résultats sur des barrettes d'acier massif.

Pour les très hautes inductions, de l'ordre de celles qu'on ren- contre dans les dents de d y n a m o , la maison Carpentier construit depuis quelque temps u n nouveau perméamètre "(**), clans lequel l'éprouvetfe ne constitue plus un circuit magnétique fermé, mais se compose d'un barreau droit. U n dispositif ingénieux apporte inunéûiatement la correction due à l'existence du c h a m p démagné- tisant L'inconvénient de cet appareil est d'admettre la constance du facteur démagnétisant de du Bois. Cet appareil est encore peu répandu et il est difficile de se prononcer sur la valeur des résul- tais qu'il fournit. N o u s ne pouvons qu'attirer l'attention sur l'intérêt qu'il y a à étudier les tôles dans ces régions de saturation.

Bornons-nous à rappeler que, dans les laboratoires, la perméa- bilité et les pertes par hystérésis-statique se mesurent par des délermmations faites a u m o y e n du galvanomètre balistique, sur des éprouvettes en forme d'anneau.

E X P O S I T I O N D E M A R S E I L L E

A P P A R E I L S D E M E S U R E

La m a i s o n Chauvin et A r n o u x e x p o s a i t d i v e r s a p p a - reils d e m e s u r e p o u r t a b l e a u x d e distribution o u p o u r contrôle, n o t a m m e n t d e s g a l v a n o m è t r e s , a m p è r e m è t r e s e t m i l l i - a m p è r e m è t r e s , v o l t m è t r e s et m i l l i - v o l t m è t r e s , w a t t - mètres ordinaires o u e n r e g i s t r e u r s , p o u r c o u r a n t s c o n t i n u s ou alternatifs, à h a u t e o u b a s s e t e n s i o n : d e s o h m m è t r e s pour m e s u r e d ' i s o l e m e n t , u n e c a i s s e p o r t a t i v e p o u r la mesure d e s h a u t e s r é s i s t a n c e s , u n p o n t d e W h e a t s t o n e à décades, d e s g a l v a n o m è t r e s différentiels, d e s v o l t m è t r e s c o m p o u n d é s d o n n a n t le v o l t a g e à l'extrémité d e s f e e d e r s sans l'intervention d e fils pilotes.

Signalons a u s s i u n v o l t - a m p è r e - w a t t m è t r e c a l o r i q u e permettant, p a r le s i m p l e d é p l a c e m e n t d ' u n e c o n n e x i o n , la mesure directe d e la t e n s i o n , d e l'intensité et d e la p u i s - sance d'un circuit p a r c o u r u p a r d e s c o u r a n t s c o n t i n u o u alternatifs. L'appareil s e c o m p o s e d ' u n fil A C D B , d i s p o s é en d e u x brins parallèles, s ' e n r o u l a n t s u r u n c y l i n d r e C D , et dont les e x t r é m i t é s A et B s o n t fixes (fig. i). L e cvlindre, nxe a u n e l a m e flexible D E , et sollicité p a r le ressort E F , oscille a u t o u r d u p o i n t E l o r s q u ' u n d e s fils A C o u B D s'al-

onge. Cette rotation est a m p l i f i é e p a r u n levier c o m m a n d a n t taxe de l'aiguille indicatrice d e l'appareil, a u m o y e n d ' u n fil

Q

e cocon t e n d u p a r u n r e s s o r t a d d i t i o n n e l . L ' i n d e x décrit

à c e K UJ^{e t} Gumlich et Rose E.-T.-Z., 1005, p 4 0 8 et 503.

t ) u. Ah.m xgn'at, Revue électrique, 2 8 février 1 9 0 7 .

d e s a n g l e s p r o p o r t i o n n e l s à la différence d ' a l l o n g e m e n t d e s d e u x fils i d e n t i q u e s A C et B D , d e sorte q u e les v a r i a t i o n s d e l a t e m p é r a t u r e a m b i a n t e n'ont a u c u n e a c t i o n s u r l'aiguille d e l'appareil.

P o u r m e s u r e r la tension, les b o r n e s a et c, c o r r e s p o n d a n t a u fil dilatable A C , s o n t reliées a u x d e u x p ô l e s p a r l'inter- m é d i a i r e d ' u n e b o b i n e cle circuit ( r e p r é s e n t é e à la partie s u p é r i e u r e d e la fig. 2). L a v a l e u r d e la t e n s i o n s'obtient e n m u l t i p l i a n t le chiffre I)

t

, lu s u r l'échelle d e s volts, p a r la c o n s t a n t e E

^K

p o i n ç o n n é e s u r la b o b i n e d u circuit.

FIG 1 et 2. — V o l t - a m p c r c - w a f t m è l p e t h e r m i q u e .

P o u r la m e s u r e d e l'intensité, les b o r n e s a et c d u g a l v a n o - m è t r e s o n t reliées a u x b o r n e s 1 et 3 d u s h u n t S intercalé d a n s le circuit à m e s u r e r . Celle intensité est é g a l e a u p r o - duit d e D

^a

, l û s u r l'échelle d e s a m p è r e s , p a r la c o n s - tante i f

²

p o i n ç o n n é e s u r le s h u n t .

L a p u i s s a n c e est é g a l e a u p r o d u i t K

^{

Ko D « , A \ étant lu s u r l'échelle d e s w a t t s , les b o r n e s a et b d u g a l v a n o m è t r e étant reliées a u x b o r n e s 2 et 3 d u s h u n t ,

L a m a i s o n Cadiot, d é p o s i t a i r e e n F r a n c e d e s a p p a r e i l s W e s t o n , e x p o s a i t u n certain n o m b r e d'appareils d e m e s u r e d e précision, n o t a m m e n t d e s v o l t m è t r e s et a m p è r e m è t r e s à c o m p e n s a t i o n , d a n s l e s q u e l s les m e s u r e s s o n t r a p p o r t é e s à u n e r é s i s t a n c e c o n s t a n t e et à la f o r c e é l e c t r o m o t r i c e d ' u n é l é m e n t d e pile W e s t o n . C e s a p p a r e i l s o n t été décrits d a n s

L i Houille Blanche,

**d'août 1 9 0 8 (*)«**

La Compagnie pour la fabrication des Compteurs e x p o s a i t toute u n e série d e s e s a p p a r e i l s d e contrôle, t y p e s t a b l e a u o u étalon, d u s y s t è m e M e y l a n - d ' A r s o n v a l , e n r e g i s - treurs o u n o n : v o l t m è t r e s et a m p è r e m è t r e s à a i m a n t p o u r c o u r a n t c o n t i n u , t h e r m i q u e s o u é l e c t r o m a g n é t i q u e s a m o r t i s p o u r c o u r a n t s alternatifs, w a t t m è t r e s é l e c t r o d y n a m o m è t r e s o u d ' i n d u c t i o n . Elle e x p o s a i t a u s s i d e s c o m p t e u r s : s y s t è m e T h o m s o n , à 2 o u 3 fils, p o u r c o u r a n t s c o n t i n u o u alternatif, s y s t è m e 0 " K à 2 o u 3 fils p o u r c o u r a n t c o n t i n u , s y s t è m e A . C T . p o u r c o u r a n t s alternatifs m o n o o u p o l y p h a s é s c e s d e u x d e r n i e r s s y s t è m e s d u t y p e o r d i n a i r e o u à p r é p a i e m e n t p r é a l a b l e (dispositif B e r l a n d ) , s y s t è m e à d o u b l e tarif o u à tarif m u l t i p l e , o u à d é p a s s e m e n t s .

T o u t le m o n d e sait c o m b i e n est g r a n d e , s u i v a n t les h e u r e s d e la j o u r n é e , la variation d e la c h a r g e d e s u s i n e s g é n é r a t r i c e s d e s r é s e a u x d e distribution d ' é n e r g i e électrique.

P a r suite d e cette g r a n d e variation, et d u p a s s a g e d e s p o i n t e s , c e s u s i n e s s o n t o b l i g é e s d e d i s p o s e r d ' u n m a t é r i e l s u p p l é m e n t a i r e q u i n e travaille q u e très p e u d e t e m p s , et est p a r suite fort m a l utilisé. 11 est d o n c l o g i q u e d e faire p a y e r p l u s c h e r l'énergie électrique q u i est f o u r n i e p a r c e s m a c h i n e s s u p p l é m e n t a i r e s , et m o i n s c h e r celle q u i est fournie p a r les m a c h i n e s f o n c t i o n n a n t c o n t i n u e l l e m e n t à pleine c h a r g e , c'est-à-dire à leur m a x i m u m d e r e n d e m e n t . C e m o d e d e taxation est r e n d u p o s s i b l e p a r le dispositif d e

(•) L a m a i s o n C a d i o t exposait aussi d e s produits isolants d e M M . l'acte et O d e Berlin. Elle m o n t r a i t d e s induits d e d y n a m o s , d o n t les fils d u b o b i n a g e étaient isolés a v e c le matériel P a c g o .