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INTRODUCTION

Heavisitle a fait observer tjut' la ilt'iiniliiin dt- l'iinitt- Av pijle

lagnétique acceptée a l'inconvénient de ne pas tenir compte

fe la perméabilité du milieu et qu'elle conduit au facteur 47:

ncotnniode dans les calculs. Pour éviter ce <lernier, il a

projKJsé un système d'unités, dit rationnel, dans lequel le pôle

«nitc est celui qui repousse un pôle égal placé à l cm avec

|Une force «le 47: dynes. Ce système a lui-même le défaut d'in-

ïtxluirc le facteur incommensurable 471 dans le rapport entre

nouvelles unités et les anciennes. M. Fesscnden a remarqué

^ue, si l'on considère la perméabilité de l'éther cumme égale à

au lieu de l'unité, on évite ce facteur, sauf pour deux «les

unités. En supposant la perméabilité de l'éther égale à 47: X io~'

t^ en partant des unités fondamentales mètre, kilogramme ^Seconde, M. Giorgi arrive directement aux unités pratiques. Quels que soient les mérites de ces propositions, il ne faut 'as perdre de vue qu'il a fallu des années pour faire admettre "^ unités électriques actuelles par les praticiens et tjue des ^lois les ont consacrées dans divers pays. De niuivclles unités, nouveaux noms seront donc difficilement sanctionnés par s.ige.

MESURES GEOMETRIQUES

ET MESURES MÉCANIQUES l'TILES

A L'ÉLECTRICIEN, (i)

Longueur et diamètre des conducteurs cylindriques. Micromètres. Jauge Palmer. Jauge à cadran. — L'évaluation de la rcsùstivitL- tlt-s contlucteurs amérif ;i déterminer leur longueur et leur diamètre. Lorsque ces conducteurs sont formés de fils cordés, il convient tle mesurer séparément l'un des brins du cable.

Si la longueur considérée est de l'ordre du mètre, on se sert d'un mètre étalon divisé en millimètres, le long duquel on tend le conducteur, après avoir tracé deux repères sur celui-ci. A l'œil nu, on juge de la longueur à moins d'un millimètre près. Avec une loupe, on peut apprécier la longueur a\'ec une exactitude qui varie du '/.•,„„„ au Vumum. suivant l'habileté de l'observateur. La correction pour la température est négligeable dans une mesure de ce genre. Il est néanmoins désiral>lc d'utiliser des mètres en invar, alliage découvert par M. Guillaume, contenant 53 "/» de fer et 47 " o de nickel, et dont le coefticient de dilatation est pratiquement nul à la température ordinaire.

(i) MoxTPHXLiER et .•Vliamet; Guide /•rah'qiu des mesures el essais indttstneh. T. I. — Diinod. Paris.

MESURES CÉOMÉTIUQl'ES ET MESPRES MÉCANHOUES.

La mesure du diamètre s'effectue le plus souvent à l'aide d'un microniètrt-, tel quo la^rtMiff Paliiwr. L'appareil comprend un étrier E E', fig. I, dont une des branches est tra\ersée par une >ns butoir li et l'autre par une vis micrométrique î' présentant un pas qui correspond généralemt'nt à o,5 mm. La tète de cette dernière vis porte un manchun M qui entoure l'écrou E'. Le conducteur est serré entre les deux vis. L'écartement de celles-ci se lit sur une graduation rectiligne indiquant le nombre de tours entiers de la vis micrométrique. Les iVactions de tour

ffH^ar

Fis. I.

se mesurent au moyen de la graduation circulaire tracée sur la base du manchon M et divisée ordinairement en 5o parties. I-orsque la vis mobile touche le butoir, il faut que le zéro de la graduation circulaire correspcmde exactement au zéro de la graduation rectiligne. Le réglage se lait par la vis l>. Afin de ne pas déformer le fil par la pression, on n'agit pas directement sur le manchon M. mais on tourne ce dernier à l'aide d'une tête T qui glisse ;ï Irottement doux sur le manthiin.

Pour la mesure des fils minces, on utilise une jauge à cadran. Le fil est placé entre un butfiir d'agate fixe b, fig. 2, et un butoir semblable // porté par un levier / pivotant autour d'un point O. Ce levier porte un secteur denté -v, qui engrène avec un pignon f fixé sur l'axe d'un autre secteur s'. Ce dernier fait tourner un pignon />' qui entraîne une aiguille se déplaçant «levant un cadran dont KW di\ isions correspondent généralement à I mm d'écartement des butoirs. La pression du butoir // sur le fil est très légère ; elle est donnée par un secteur s" qui

engrène avec le pignon f et dont l'axe est sollicité par un ressort spiral S.

Les fils ayant une section très variable par suite de l'usure et de la déformation de la filière, il est nécessaire, pour obtenir le diamètre moyen, de comparer les épaisseurs dans une même section et de mesurer les variations de la grosseur dans des sections équidistantes.

Lorsqu'on connaît le poids spécifique Z du métal, le mode

vie octfniT.naî:. ■ vlar.s la pcst-t- •!

n k- ;>!;:< exact du diamètre moyen d consiste un»- "or.ir-i^^ur connue / de ni. On a

r liant le : • i Is tr.uve. Le î-jidj spécirique s'obtient en pesant le e«'rr> I -n- '.'a:r. ; •» :bn> "eau apré< avv>ir eu soin d'expul-

<t r V :■' -r"; uilit: n >- : -'.'.•:< '\v iraz adhérentes.

.Mesure des angles. Lecture directe. Lecture par réflexion. .Méthode subjective et méthode objective. — L'une

ilESCRES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES.

[des mesures les plus fréquentes que l'électricien ait à effectuer est celle des angles, qui peut se ramener à la comparaison Ide deux longueurs, celle de l'arc et celle du rayon. L'unité d'angle est le radian, pour lequel l'arc est égal au rayon. Elle correspond, en degrés de la circonférence, à S'il s'agit de lire l'angle compris entre deux positions d'une aiguille aimantée portée par un pivot ou suspendue ;i un til exible, la méthode la plus simple consiste à fixer à l'aiguille "un index effilé, qui se déplace devant un cercle di\isé en «legrés ^lont le centre est sur la verticale passaiat par le point d'atche de la tige aimantée. Afin d'éviter l'erreur de parallaxe, on place un miroir dans le plan de la grailuation et l'on dispose l'œil de manière que l'index se confontle avec son image dans Il s'ace. La lecture se fait ainsi dans un plan normal à la iRraduation. Ce mode direct de lecturi' ne permet pas une Rrande précision lorsque les angles sont faibles, à cause de la petite longueur des aiguilles indicatrices.

Pour apprécier les petits angles, on adopte les lectures par \UÛexm. On fi.\e à la pièce mobile un miroir et l'on détermine U angle que fait un faisceau lumineux projeté sur le miroir avec Ile rayon réfléchi. Cet angle est précisément double de celui dont le miroir et, par suite, la pièce mobile ont tourne. On •'l)tienl de la sorte un faisceau indicateur autjuel ijn peut dnnncr |™t longueur de plusieurs mètres.

Il y a deux manières distinctes d'effectuer les lectures par '^flexion. La première, due à Poggendorff et à Gauss, peut l s appeler méthode subjective. La seconde, imaginée par Lord iKeKin, est la méthode objective.

Méthode subjective. On fixe au système mobile un miroir plan [pissant par l'axe de rotation ou situé légèrement en avant de lcelui-ri. La fixation se fait à l'aide de iiuelques gouttelettes |u une solution de caoutchouc dans la benzine, ou mieux par hriùs j/rirtes qui soutiennent les bords du miroir. Ce dernier noyen évite la déformation qui peut résulter, avec les glaces "locc», de la dcssication de la colle.

CHjvprmE n.

Devant le miroir se place une lunette à réticules croisés, supportée par un trépied à vis calantes et portant une échelle

Fig. i.

horizontale, fig. 3. Colle-ci se dispose, à une distance de i à 3 mètres du miroir, normalement à l'axe optique de la lunette, latiuelle est cUe-ménu' orientée de manière que le plan vertical

Fifî- 4-

contenant son axe optique soit perpendiculaire au miroir dans sa position de repos et passe par son centre, fig. 4.

MESURES GÉOMÉTRigrES ET MESURES MÉCANIQUES.

On met le support ûe la lunette di- niveau au nnn'cn des vis calantes et l'on règle la position de l'oculaire, ainsi que l'inclinaison de la lunette, jus(|u';ï ce (ju'on voie dans le miroir l'image du zéro de l'échelle. Il faut que le ra3'on incident qui tombe sur le miroir soit normal à l'échelle. On s'en assure en tournant Téchelle de go": le miroir doit alors se trouver dans la direction de l'échelle. On vérifie aussi si, en déplaçant angulairement ie miroir de quantités égales de part et d'autre de la position d'équilibre, nn lit des écarts «égaux sur la graduation.

Les chiffres indiquant les divisions sont doublement ri'nversés afin de permettre l'emploi d'une lunette à deux lentilles. Au lieu de se trouver au milieu de l'échelle, le zéro de la gra- «luation correspond parfois à l'une des extrémités. Dans le premier cas, les divisions de part et d'autre du zéro sont distinguées par des colorations différentes, rouge d'un coté, noire de l'autre. Il est souvent ilifficile d'assurer un l>on éclairage <le l'échelle. Les échelles tracées sur papier blanc doivent, le jour, être placées en lace d'une fenêtre et, le soir, être éclairées par une rampe à gaz ou par des lampes à incandescence. Les jets de gaz seront dispijsés au-dessus du rayon visuel pour que le mouvement de l'air chaud ne gène pas les lectures. Lorsqu'on emploie des lampes â incandescence, il convient «le vérifier éventuellement si le courant (]ui les tra\erse n'influence pas le galvanijmètre vc^isin. On doit à MM. Siemens et Halske des lampes à incandescence à long filainent droit «jui conviennent spécialement pour l'éclairage des échelles. Dans certains cas, celles-ci scjnt en verre dépoli et éclairées par transparence.

Il résulte des dispositions décrites ci-dessus que, pour un angle de déviation a de l'aiguille, on lit dans la lunette une longueur o telle (jue

tang 2 a =

ftant la distance du miroir à l'échelle. On déduit de là

a = — arc tang

-I-JL5L..

Si les angles sont inférieurs à 3°, il suffit de retenir

On peut éviter ce calcul en adoptant une échelle courbée en arc de cercle de rayon /. On a alors rigoureusement, en appelant H la longueur lue sur la graduation,

La méthode subjective est très précise, mais elle est fatigante pour la vue. Dans les essais industriels on lui préfère la méthode olijective.

Méthode objective. Pour appliquer cette méthode, on remplace le miroir plan par un miroir concave ou, ce qui donne des images [ilus nettes, par une lentille plan-convexe dont la face plane est argentée. A la lunette on substitue une lampe placée derrière l'échelle et envoyant un pinceau de lumière sur k* miroir à travers une ouverture percée sous le milieu de l'échelle, tig. 3. Celle-ci est fixée à une distance et dans une position telles (|Lie l'iniane île la flamme vienne se former au milieu de la graduation. On trouve rapidement remplacement convenable de l'échille en déplaçant ib'vant celle-ci une feuille

Fis:. 5.

de papier sur laquelle se projette la tache lumineuse. On vérifie si l'échelle est bien orientée en appliiiuant contre elle une équerre dont le sommet coïncide avec le zéro de la graduation et dont le coté libre doit être dans la direction du miroir.

MESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

On peut au besoin utiliser un miroir plan, L-n concentrant les rajons à l'aide d'une Icntilk- convergente interposée sur le parcours du faisceau incident.

Les lectures se font dans un demi-jour, afin de distinj^uer nettement l'image. Celle-ci a la forme d'un trait lumineux si l'orifice qui livre passage au faisceau est une fente verticale. On note alors les divisions limitées par l'un dis bords de l'image. Il est préférable de recourir â une ou\erture circulaire ou carrée traversée par un fil vertical. On obtient ainsi une image coupée par l'ombre du fil.

La fig. 6 montre diverses lampes employées dans une lanterne de MM. Hartmann et Braun. La première est une lampe électrique à incandescence à filament droit ; la deu- .xiènie un bec Auer à gaz et la troisième une lampe à mèche.

Avec une échelle opaque l'opérateur doit se tenir penché entre celle-ci et l'appareil pour faire les lectures. Une amélioration notable consiste à tracer la graduation sur une échelle

translucide, en toile à calquer par exemple. Dans ce cas l'image est très nette pour un observateur placé, derrière l'échelle, sur le prolongement du faisceau rértéchi. Les lampes à flamme uti-j lisées avec ces échelles se placent dans une lanterne sur le côté et leur lumière est dirigée sur le système mobile par un miroit incliné placé derrière le milieu de la graduation, fig. 7.

Lorstiue, les nppart'ils de mesure étant peu influein;ablea par les courants voisins, il est possible d'employer comme source lumineuse une hinipe électrique à incandescence disposée derrière l'échelle, le réticule est inutile. La partie rectiligne du filament donne .sur la graduation une image très nette.

'm.I.Ii'iI.Ii

iiiiiTiiiiiMTiM<iiiT.i.M>i<T,i,M,i,Tiiii,iiiiTiiiiiiiMTiiiiiiiitTihiiliiiT

l-ii,'. 7.

vinible, dans une salle éclairée par la lumière diffuse du jour, lors<|uc l'observateur a soin de tourner le dos aux fenêtres ou de placer IVchrlle perpen«liculairement à celles-ci.

Si l'on \eul i|Uf l'image allongée du filament vertical soit tr.inNfotinee eu un point très brillant, pour les er^registrements^B |iholographi(iues par exemple, on intercale, comme l'a con-^^ uriné M. Boys, sur le trajet du rayon réfléchi, une lentille Cylindn(|ui' ditnt l'axe est horiz<mtal et qui permet la libre •li^viiiiiim Ac la lumière dans le sens de la graduation.

Avrr une échelle droite, ilistante de l3o cm de l'instrument U» mrnurc et dont la graduation s'étend jusqu'à 25 cm de part

MESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

et d'autre du zéro, l'erreur de proportionnalité maxima commise en substituant la tangente à l'angle n'atteint pas i pi^ur ICX5. L'erreur est nulle si l'on courbe l'échelle suivant un arc de cercle dont le miroir occupe le centre.

La disposition suivante, due à MM. Siemens et Halske, permet de réduire notablement l'espace horizontal occupé par les appareils, ceux-ci pouvant être superposés le long d'un mur. La lanterne et l'échelle sont placées au-dessous de l'instrument dont les déviations doivent être observées. Une

FiR. 8.

lampe à incandescence à filament droit, enfermée dans la lanterne, émet, par un prisme à réflexion totale, un faisceau lumineux vertical qui est réfléchi, à l'aide d'un prisme semblable, sur le miroir mobile. Le faisceau renvoyé par ce dernier repasse dans le second prisme et tombe sur une échelle translucide inclinée à 45".

Mesure des forces faibles. Divers modes de suspension des équipages mobiles. — Dans les appareils de mesure on doit souvent équilibrer des Ibrces électriques ou magnétiques de faible intensité. On adopte dans ce but soit la réaction d'un champ magnétique sur un aimant, soit l'action de la pesanteur, soit la torsion élastique d'un fil ou d'un ressort de suspension.

Dans un galvanomètre à aimant mobile c'est le champ

magnétique terrestre qui fait équilibre à la force électromagnétique du courant. Si l'action terrestre est trop faible, on peut y ajouter celle d'un aimant directeur fixe, placé dans le voisinage de l'aiguille mobile de manière à exercer un couple venant en aide au couple terrestre. Au contraire, on réduit la force antagoniste en orientant l'aimant directeur de telle sorte que l'action terrestre soit neutralisée en tout ou en partie.

On a un exemple de l'emploi de la pesanteur comme force antagoniste lorsque l'attraction de deux bobines plates, parallèles et horizontales, traversées par des courants de même

EJ

Fi

tr. 11.

«(MIS, est ('(luilibrée on fixant la bobine mobile à l'un des bras (lu l]rM\ d'une balance dont l'autre bras porte un plateau (|u'i»ii <h:irg«' de poids.

Un :nitit> exemple est la suspension bifilaire des électroinèlies il (|ua<lrants. Lorsqu'une palette électrisée est soumise à un «oiiple agissant dans le plan horizontal, on peut équilibrer l'O couple en suspendant la palette à deux fils minces //",

MESl'RES GÉOMÉTRIQLES ET MESURES MÉCANIQUES.

légèrement écartés, fig. tj. Par le déplacement angulaire de la palette, le centre de gravité du sjstènic remonte, ce qui détermine un couple antagoniste proportionnel, pour les dé\nations faibles, à l'angle de torsion, à l'écartement des fils, au poids suspendu et inversement proportionnel à la longueur de la suspension. Ce sjstème n'est guère utilisé que lorsqu'il faut pouvoir varier le couple antagoniste, résultat réalisable en modifiant l'écartement des brins. A cet effet on fait passer ceu.x-ci sur les deu.\ moitiés d'une vis filetées en sens in\erses. En tournant cette vis dans un sens les deux brins se rapprochent, tandis ([u'ils s'éloignent si l'on tourne la vis dans le sens opposé.

La pesanteur sert encore de force antagoniste dans un grand nombre de galvanomètres industriels où l'action électromagnétique est équilibrée par des poids exerçant des couples variables avec les tléplacements du système mobile.

La suspension unifilaire est l'exemple le plus fréquent d'une réaction élastique antagoniste. Son action est sou\ent civmbinée à l'une des précédentes.

C'est Coulomb qui a utilisé le premier la réaction de torsion d'un fil pour mesurer les répulsions électritiues. Il a reconnu expérimentalement ijuc le couple de torsion tl'un fil \ertical détourné de sa position d'équilibre est proportionnel à l'angle de déviation, à la qur.trième puissance ilu diamètre du fil et inversement proportionne! à la longueur de ce dernier :

Le coefficient k dépend de la nature du fil et de sa température; il est proportionnel au module d'élasticité du fil.

L'influence considérable du diamètre fait rechercher les corps les plus tenaces, qui permettent de réduire cet élément autant que possible. Parmi les substances conductrices, l'argent, le bronze jihosphoreux et le bronze d'aluminium sont particulièrement avantageux, eu égard au rapport de leur élasticité à leur ténacité. Ils sont fixés par une soutlure à l'étain. Toutefois certains isolants, la soie et le quartz entr'autres, sont très supérieurs aux conducteurs.

CH-APITRE U.

Les ftls de cocon, nui sont les plus employés pour les appareils de grande sensibilité, ont une ténacité l3 fois plus grande que celle des fils d'argent, ce qui permet de diminuer considérablement le diamètre et, p;ir suite, la réaction de torsion. Si le poiiîs à supporter est lourd, on réunit plusieurs brins en un faisceau. Le couple de torsion est alors à peu près égal ^ ^^ somme des couples coirespondant aux divers filaments composants.

Pour préparer une suspension, un dévide les fibres intérieures d'un cocon dégraissé au moyen d'une lessive alcaline. On sépare les <leux brins i]ui composent chaque fil et l'on détor J ces brins en y suspendant des poids pendant tjuelques semain^'S. Les fils ainsi apprêtés sont liés aux pièces qu'ils doivent soutenir. On assure l'invariabilité du nœud par une goutteletrte de gomme-laque.

Le fil de cocon a l'inconvénient de se tordre sous l'influenC^ ® des variations hygrométriques de l'air. M. Vernon Boys |

évité cette difficulté en substituant à la soie des fils de quart^^*^ qu'on obtient sous une grande ténuité en étirant rapidemcn une goutte de quartz fondu au chalumeau o.xhydrique. Ce^^^ fils jouissent rl'une ténacité extrême. Ils se fixent au moyen di cire à cacheter uu de gomme-laque.

Depuis quelques années on utilise des fds métallique aplatis qui, à ténacité égale, possèdent une sensibilité à latorsion supérieure à celle des fils ronds, MM. Ayrton et l'erry ont comparé deux fils de suspension de même section, l'un rond fie 0,^54 mm de diamètre, l'autre rectangulaire de 0,7128 mm sur 0,071 2 mm. Pour un même couple, la déviation est 5 fois plus forte avec le second fil, l'effet de cisaillement est moitié moindre, ce qui diminue les chances de déplacement du zéro, et, dans le cas où la suspension doit être traversée par un courant, le refroidissement est à peu près double avec la bande.

On doit donner à la suspension unifilaire une assez grande longueur lorsque les angles de torsion dépassent quelques degrés, afin de ne pas atteindre la limite d'élasticité qui produirait une torsion permanente.

MlSrRKS CÊOirÊTRIQL'ES ET MESURES MÉCANIQniS.

En vue d'éviter le défaut de retour au zéro des suspensions métalliques après une forte déviation, il faut recourir aux corps, tels que le bronze phosphoreux, dont la viscosité est la plus faible. A cet égard, 1,'écrouissage est avantageux, bien qu'il renforce le couple de torsion.

Pour restreindre la hauteur des suspensions, on développe la force directrice par un boudin mélallit|ue, dans l'axe duquel est tendu un fil de soie qui supporte ré<]uipaf;i- mobile. Un Id dispositif est susceptible de résister à des torsions consiliiTaiili's. La permanence des ressorts à boudin est remartiua- We. M. Kohlrausch cite un resort d'acier dont l'élasticité n'a pas varié de o,i pour loo en 7 ans. Le couple de torsion J'un fil enroulé en hélice est sensiblement étiuivalent à celui (l'un fil dnjit, de même section et d'une longueur égale à la longueur développée de l'hélice. Il est d'ailleurs indépendant du rayon de l'hélice.

Pour lal)riquer tles ressorts réguliers, on enroule le fil en spires serrées sur un mandrin cylindrique, puis on use la surface extérieure du Ixmdin <le manière à supprimer les fil'res les plus défonnées. Le boudin garde alors la forme <|u'on lui a donnée.

Dans quelques appareils on fait usage de ressorts directeurs rotormede spirale, en réduisant ainsi au minimum l'espace fceupé en hauteur. L'équipage mobile pivote alors entre pointes.

Il faut éviter les ressorts en matière magnétique, qui sont susceptibles fl'étre influencés par les aimants et les courants.

La chaleur fait varier l'élasticité des fils métalliques. Le "efficient de torsion à /«C est

K, = Ko(i -a/ — [i/=).

Pour II- cuivre,

a = 3.2 X ro"

et

•changements sont négligeables dans les appareils indus-

Q*tlquel(>is on utilise l'allongement des ressorts à boudin "BT mesurer des efforts dirigés suivant leur axe. Les allon-

KPments élastiques sont sensiblement proportionnels aux torces qui les déterminent ; mais ils ont l'inconvénient (l'être très faibles et partant difficiles à apprécier avec exactitude, sans le secours de procédés optiques ou mécaniques spéciaux.

MM. Ayrton et Perrj- ont remarqué que, lorsqu'on suspend un poids à un ressort à boudin fixé par le haut, l'extrémité inlérieure tourne d'un angle proportionnel à la tension. Pour évaluer cette rotation avec précision, il suffit de fixer à l'extrémité libre une longue aiguille indicatrice normale à l'axe du ressort.

Lorsque l'axe de rotation d'un équipage mobile est horizontal, on le supporte entre des fils tendus ou sur couteaux. Cfux-ci sont avantageusement remplacés par des pointes, qui donnent une ligne île support bien nette.

Les équipages pivotants doivent avoir des pivots à pointes très dures, en osmiure d'iridium par exemple, portant sur des ih.ipes en agate. On évite le serrage excessif des pivots en montant l'une des chapes sur ressort.

Mesure des temps. — Un assez grand nombre de mesures électriques entraînent la détermination de la durée d'un phénomène. Par exemple, pour évaluer la durée d'une oscillation complète de l'équipage mobile d'un galvanomètre animé d'un mouvement périodique isochrone, on observe le passage du système oscillant par l'une de ses positions extrêmes, à l'aide de l'un des procédés décrits pour la mesure des angles, et l'on estime, au moyen d'un chronomètre, le temps requis par un nombre déterminé d'oscillations.

Los cimif<tc-seœMdes employés à cette fin sont des appareils dont l'aiguille des secontles peut être mise en mouvement à l'instant précis du commencement des observations et arrêtée ;"i la fin <le celles-ci en appuyant simplement le doigt sur un bouton.

Pour les expériences très précises on préfère les comptesecondes à f<oiMtai^c, dans lesquels, au lieu d'arrêter l'aiguille, on inscrit, par un point noir sur le cadran, sa position au moment à noter.

Le dispositif précétlcnt oblige à nettoyer fréquemment le

MESCRES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCAÎinQUES.

;adraii. Pour supprimer cet inconvénient, on utilise le compleecandes à dédoublante pourvu de deux aiguilles superposées. /une de celles-ci est mise en marche d'une manière continue ;t l'on marque le temps de départ par l'autre demeurée immobile. A la fin d'une observation, on presse sur une goupille et la seconde aiguille vient occuper la position momentanée de la première, qui continue à tourner. On mesure dans ce cas \a durée d'un phénomène par l'écart des positions successives i\e h dédoublante, qui indique le commencement d'une nouvelle observation et ainsi de suite.

Il faut soustraire les appareils de mesure du temps employés l'ar les électriciens à l'influence des électro-aimants. A ce point <lc vue, les ressorts et balanciers seront de prélérence labrii|ué.s en palladium ou, mieux encore, en invar.

Enregistrement des déviations. Procédé de Richard. Procédé photographique. Méthode de l'auteur. Méthode de Frôlich. Méthode de Blondel. — Il est souvent utile 'I inscrire automatiquement les déviations d'un système mobile autour (l'un axe. Un enregistreur remplit l'olftce d'un observateur fidèle et infatigable lorsqu'il s'agit de phénomènes à allure

Fig. 10.

lente. Il permet aussi de saisir au vol des déplacements qui, pw leur rapidité, échappent à l'analyse de nos sens.

La fig. lo montre l'appareil Richard employé pour enregistrer les déviations de l'aiguille d'un wattmètre. La pièce mobile porte une tige flexible terminée par une plume remplie d'encre à base de glycérine. L'absorption de l'humidité de l'air par la glycérine entretient la fluidité de l'encre. La plume appuie contre un tambour recouvert de papier divisé et animé d'un mouvement de rotation grâce à un mécanisme d'horlogerie intérieur. La combinaison des mouvements de la plume et du tambour trace sur le papier une courbe continue, qui représente les déviations en fonction du temps.

La plume Richard est un godet en pyramide triangulaire à bec fendu. ^I^L Chauvin et Arnoux se servent d'une molette formée de deux parties serrées sur un disque poreux rempli d'encre. Le roulement de la molette atténue le frottement, mais l'inertie de l'index est plus grande.

Pour réduire davantage encore la friction, on rend dans certains enregistreurs le contact de la plume pério<liquc, grâce à un mécanisme d'horlogerie ou à un électro-aimant.

Le procédé d'inscription directe n'est pas applicable aux oscillations rapides. Il ne peut pas non plus être utilisé avec les galvanomètres à suspension délicate, dont les déplacements seraient gênés par le frottement de la plume sur le tambour. On préfère alors enregistrer les oscillations par un moyen photographique.

Dans ce but, le système mobile est placé, dans une chambre obscure, devant un cylindre animé d'un mouvement de rotation rapide et aussi uniforme que possible. Un faisceau de lumière, provenant d'une lampe, est projeté sur un miroir que porte le sj-stème oscillant et réfléchi sur une feuille de papier photographique sensible recouvrant le cylindre enregistreur. Le faisceau est concentré à l'aide de lentilles, de manière à donner une image bien nette sur le papier. Si l'on veut obtenir un j>oint lumineux très réduit, on envoie par une fente étroite un faisceau coupé près du papier par une fente perpendiculaire à la précédente. Les oscillations sont enregistrées sous forme d'ime courbe ondulée que le développement de la feuille sensible fait apparaître. Pour graduer les abscisses de la courbe, qui

ns

ÛESITRES GÉOMÉTRIQUES ET UESURES MÉCANIQUES.

rent les temps, on enregistre à côté de celle-ci les vibraons d'un diapason de période connue. A cette tin, un miroir est fixé sur l'une des branches du diapason, dont le mouvcnienl est entretenu par un mécanisme analogue à celui des sonneries trembleuses. Un faisceau de lumière réHéchi par le miroir trace sur le cylindre enrcKÏstreur une courbe périodtijue constituant l'échelle des temps.

L'auteur a simplifié ce procédé. Dans la fig. ii, m rcpré"nte le miroir concave d'un galvanomètre traversé par des

FiK. II-

'Urants[à variations rapides. Sur ce miroir un envoie un

sceau lumineux intermittent, produit par l'étincelle sccon-

■ire qu'une bobine d'induction V lait éclater entre une pointe

* charbon / et un fil épais de magnésium k. Les interruptions

«u circuit primaire de la bobine sont réglées par un élcctro-

«lapason F. Le faisceau lumineux, réfléchi par le miroir et

••'ûnccntré par une grande lentille biconvexe, vient former une

image de l'étincelle sur une feuille de papier sensible tendue

^it sur un cylindre possédant un mouvement rotatif, soit sur

une planchette verticale animée fl'un mouvement de tlescenle.

(>n obtient ainsi une courbe pt)intillée lors du développement

"c l'image. En menant par les points successiis des normales

î la direction du déplacement du papier, on gradue l'axe

"fs temps en intervalles correspondant à des durées égales

rt déterminées. S'il n'est pas nécessaire de connaître la valeur

des intervalles, mais si l'on désire simplement diviser l'axe

des t«Tnps en parties d'égale durée, on peut, au lifu du

li'âpason, utiliser le ressort interrupteur de la bobine de

Rahmkorff. Pour obtenir une étincelle bien nette, on ajoute

CH.\PITRE n.

iiiH- i)OUteine de Leyde en dérivation par rapport aux bornes secondaires.

Atin de montrer à un auditoire la forme des courbes représentant des courants pénodii]ues, M. Frolich l'ait usage du dispositif suivant. Une lampe à arc émet un faisceau lumineux convergent vers un petit miroir fixé, près du milieu du rayon, au diaphragme d'un téléphone parcouru par les courants étudiés. Les rayons réfléchis vont frapper un prisme dont les faces sont couvertes de miroirs plans et aui]uel on imprime un mouvement de rotation rapide. Le faisceau est enfin re«,-u sur un écran translucide. Lorsque la vitesse angulaire des miroirs tournants est convenablement réglée par rapport à la période des courants qu'il s'agit de représenter et cpiand ceux-ci se succèdent assez rapidement, on voit sur l'écran, en vertu de la persistance des impressions lumineuses sur la rétine, les courbes figurant les t)ndulations des courants. En remplaçant l'écran par une plai|ue photographique, on peut enregistrer ces dernières.

Voici une autre méthode, imaginée par M. Blondel, pour iitteindri- le même résultat. Le trait lumineux vertical ou le filament de l;i lampe à incandescence qui éclaire le miroir porté par IVquipagr oscillant est placé derrière un disque percé de lentes radiales et tournant autour d'un axe horizontal. Le dinque ("st entraîné par un moteur réglé de manière que chaque lente r;idiale détiie devant le filament pendant la durée d'une période. On obtient ainsi l'eflét d'un point lumineux qui se déplac*'. Son image réfléchie décrit sur un écran ou sur une plaque j)hotographique une courbe figurant le mouvement du miroir oscillant.

Mesure des vitesses. — Les essais des dynamos conduisent ii tléteiniiner le nombre de révolutions d'organes dont le mou- \einent de rol;ition peut être considéré comme uniforme pendant un temps donné. Pour arriver â ce résultat, on adapte ^ l'itrlire tournant un compte-tours, qui indique soit par une ,,!,. Mille M' déplaçant sur un cadran gradué, soit à l'aide de ilMlliei» nmbiles. L'axe des compte-tours, qui comportent un ,111 1 .ini"n>e <les plus simples, est pourvu d'un pointeau en

JilESniES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES.

acier trempé et en liirnu" <le pyramide triangulaire. On pousse ce pointeau clans un trou ménagé dans l'extrémité de l'arbre de la machine examinée. Les arêtes de la pyramide, en mordant dans les parois de la cavité, sont entraînées par l'arbre et communiquent la vitesse de celui-ci au compteur. Cependant, des glissements sont jiossiblcs. Aussi, pour atteindre une exactitude rigoureuse, est-il bon il'attacher l'axe du compteur à l'arbre mobile au moyen d'un boudin métallique fixé de part et d'autre.

Pour se servir des compte-tours à pointeau, on pousse ce dernier contre l'arbre, en même temps qu'on l'ait partir un compte-secondes, et l'on retire le pointeau quand l'aiguille du compte-secondes marque une minute. Cette façon de procéder peut entraîner une erreur par suite de l'inertie du compteur, qui i'ait perdre quelques révolutions au <lébut. Il est vrai que la même cause amène une légère compensation lors ilu retrait. Une demi-seconde en plus ou en moins sur une minute produit une erreur relative voisine du centième. Lorst|u'on utilise des compteurs de tours fixés à l'arbre, on fait partir l'aiguille du compte-secondes quand le compteur passe par zéro et on l'arrête quand celui-ci marque un nombre rond de centaines ou tle milliers de tours. Avec ces appareils on évalue souvent la vitesse moyenne, en comptant les tours pendant plusieurs minutes.

Les compteurs à chiflVes employés avec les machines lentes sont souvent à mouvement alternatif et commandés par une petite bielle, mue par l'arbre mobile.

Les compte-secondes servant aux expériences considérées doivent être non-magnétiques, car les dynamos sont susceptibles d'aimanter les appareils qui ne sont pas dans ce cas et de causer ainsi des erreurs sérieuses dans la mesure du temps.

La fig. 12 montre les deux faces d'un instrument, dû à M. Jaquct, qui renfennc un compte-tours et un compte-secondes. Ce rlemier est déclanché au moment où l'on appuie le pointeau contre l'arbre mobile et s'arrête quand on retire l'appareil, ce qui assure la simultanéité des deux lectures.

On fait quelquefois usage, pour rendre la mesure des vitesses

CHAPimE n.

plus j;ipiclc, iViniiicafcurs de vitesse ou tachymètres, dans Icsqueis les déplacements de l'index sont commandés par des

mobiles s'étartant plus ou moins d'une position d'équilibre en vertu de la force centrifuge. Ces appareils doivent être étalonnés Iréquemment par une «les méthodes précédentes. Enfin, avec les machines lentes, on se contente souvent d'un essai grossier consistant à compter les tours pendant une ou plusieurs minutes. I.e compte îles nombres se fait à partir (^y zéro et non de l'unité. ^|

On peut être amené à déterminer les variations de la \"itesse

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d'une machine pendant une rt-vulution. Le mojcn le plus simple est de coller, sur un volant fixé à l'arbre mobile, une Jbande de papier recouvert de noir <le fumée. Durant la révoluion du volant, on approche de la jante noircie un style porté par un diapason \'ibrant. La sinusoïde tracée par le style sur ^e papier procure une division du temps en intersalles d'égale Jurée, qui permet d'estimer les variations de vitesse cherchées. Dans certains cas il est utile de recourir à la slroboscopie pour la mesure des vitesses. On regarde la poulie dont on ^—cherche la vitesse à travers les trous que présente un disque

ttol:»ilc dans le même sens. Quand la vitesse de celui-ci est

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cellçiiu disque. Connaissant une fois pour toutes la vitesse de

CÉ ilcrnier, on peut donc calculer aisément la vitesse cherchée.

La fig. i3 donne le schéma ilu tachymctre-accéléroinétrc Qu'cns,

«lont l'usage est très pratique dans un laboratoire d'électro-

t*:cbni(|ue. A rarl»re du moteur étudié on adapte une magnéto A

à courant continu, qui alimente un transformateur statique B.

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b vitesse, tandis qu'un voltmètre 2, influencé par les variations

ftfo courant primaire, permet de lire l'accélération.

Essai d'une installation motrice à vapeur. — L'essai >inptct d'une installation motrice à vapeur comporte d'abord

FiK. 13.

plus rapide, û' indicateurs de vitesse ou tachymètres, dans les-j quels les déplaecments de l'index sont commandés par des

mobiles s'écartant plus ou moins d'une position d'équilibre en vertu de la force centrifuge. Ces appareils doivent être étalonnés iréqucmment par une tles méthodes précédentes. Enfin, avec les machines lentes, on se contente souvent d'un essai grossier consistant à compter les tours pendant une ou plusieurs minutes. Le compte des nombres se fait à partir zéro et non de l'unité.

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MESURES GÉOXIÉTRIQI-ES ET MESURES MÉCANIQUES

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plus rapide, tViudicateurs de vitesse ou tacliymètres, dans lesquels les déplacements de l'index sont commandés par des

mobiles s'écartant plus ou moins d'une position d'équilibre en vertu de la force centrifuge. Ces appareils doivent être étalonnés fréquemment par une des méthodes précédentes. Enfin, avec les machines lentes, on se contente souvent d'un essai grossier consistant à compter les tours pendant une ou plusieurs minutes. Le compte des nombres se fait à partir de zéro et non tic l'unité.

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MESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

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UESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

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MESURES CÊOMÉTRIQVES ET MESURES MÉCANIQITES.

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Fig. 12.

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MESCRES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

d'une machine pendant une révolution. Le moyen le plus simple est de coller, sur un volant fixé à l'arbre mobile, une bande de papier recouvert de noir de l'umée. Durant la révolution du volant, on approche de la jante noircie un style porté par un diapason vibrant. La sinusoïde tracée par le st>'le sur le papier procure une division du temps en intervalles d'égale durée, qui permet d'estimer les variations de vitesse cherchées. Dans certains cas il est utile de recourir à la slroboscopie pour la mesure des vitesses. On regarde la poulie dont on cherche la vitesse à travers les trous que présente un disque

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mobile dans le même sens. Quand la vitesse de celui-ci est égale à celle de la poulie, cette dernière paraît immobile. Mais, si la vitesse de la poulie est plus faible, on voit passer successivement ses rayons comme s'ils tournaient en sens inverse. Supposons que la poulie porte 20 divisions. Si, en 20 secondes, 4 divisions ont passé devant les trous du disque, la vitesse de la poulie est intérieure de 0,01 tour par seconde à celle du disque. Connaissant une lois pour toutes la vitesse de ce dernier, on peut donc calculer aisément la vitesse cherchée. La fig. i3 donne le schéma du liicliytiictre-accéléroinctre Oivem, dont l'usage est très prati(|ue dans un laboratoire d'électrotechnique. A l'arbre du moteur étudié on adapte une magnéto A à courant continu, qui alimente un transformateur statique B. l'n voltmètre l est gradué de manière à indiquer directement la vitesse, tandis qu'un voltmètre 2, influencé par les variations du courant primaire, permet de lire l'accélération.

Essai d'une installation motrice à vapeur. — L'essai complet d'une installation motrice à vapeur comporte d'abord

$* CHAPrrss u.

la licterninatior: eu poi-is de vapeur sèche produite par kilogramme vie charboc consumé : c'est là ce qui constitue l'eft'et utile Je la chaudière. Vient ensuite la mesure du poids de vapeur sèche consommée par cheval-heure indiqué aux cylindres de la machine. Entin il faut estimer le rapport entre la puissance effective disponible sur l'arbre du moteur et la puissance indiquée, rapport désigné sous le nom de rendement or|;anique de la machine. On juge réellement de la valeur économique de celle-ci par la consommation de vapeur correspondant au cheval-heure ettectit'. mais, eu égard à la difficulté des essais au frein, il est rare qu'on détermine le travail effectif autrement que par la différence entre le travail indiqué en charge et le travail indiqué à vide.

Essai Je Ij ckjiiJù-n: Il convient tout d'abord de préciser la qualité du combustible employé. L'indication la plus exacte est fournie par une mesure calorimétrique, faite aisément au moyen de la bombe calorimétrique et donnant le pouvoir calorifique. A défaut d'une telle expérience, on peut faire exécuter par un chimiste le dosage du charbon en carbone et en hydroïjène jH'mr adilitionner les calories dégagées par la comhustiv>n de ces deux corps. Les échantilk^s doivent être prélevés *ur le mélange pulvérisé de pelletées prises en divers endroits du tas de charbon ser\ ant à l'essai île la chaudière.

Ouelqueûns on fait un essai île vaporisation en 2 ou 3 heures. On le cvmimence en pesant le charbon enflammé qui existe sur I» grille ; v»n mesure le charbon au fur et à mesure du chargc- «Mtit: on dotennine le charbon restant sur la grille à la fin de r<S^ «-t v>n iléduil les cendres du charbon consommé. Une «SMfiencc de l'espèce laisse beaucoup d'incertitude.

H*s*prt"féruble de prolonger l'essai pendant 8 à lo heures, en en sorte que la grille soit chargée à peu près de la même au commencement et à la fin. Les différences qui t^'xistor de ce chef ont alors peu d'influence sur rêvait U quantité totale de combustible brûlé. Il faut s'assu- •Jh-rîtettchéité des joints en laissant la chaudière en charge Ml t* ^ ^4 heures et en notant l'abaissement du niveau m,Wv)ui fait connaître la perte horaire.

MUÏSiaiES GÉOMÉTRlQrÊS

CKSIQV

Si

La manière de procéder suivante est recommandée par M. Kennedy.

Après avoir vérifié tous les joints et remplacé, au besoin, les valves par des tôles pleines dans les branchements non utilisés des conduites, on fait mettre la chaudière à feu deux heures avant l'essai, pour que toutes ses parties acquièrent leur température normale. Une quinzaine de minutes avant de commencer les mesures, on fait arrêter le charf;ement, nettoyer les feux et vider le trou aux cendres. La pression tombe, la machine alimentée fonctionnant à sa charge normale. Quand la chute atteint 5 pour loo, on maniue le niveau de l'eau dans les tubes indicateurs, on note la pression et on commence les relevés. A partir de ce moment on charge du combustible pesé au fur et à mesure. On tient toujours prête la quantité de charbon brûlée en une demi-heure. On maintient la pression bien constante durant tout l'essai. A la fin, on laisse de nouveau descendre la pression jusqu'à la valeur initiale et l'on s'arrange de façon que le niveau de l'eau soit de même qu'au début. On arrête alors l'expérience.

On fait analyser un échantillon des cendres, pour détenniner la quantité de combustible qu'elles contiennent encore.

Pour permettre l'évaluation de l'eau vaporisée, la pompe alimentaire puise dans un bac jaugé pour\'U d'un thermomètre. Le chauffeur doit maintenir le niveau de l'eau dans la chaudière aussi constant cjue possible pendant l'expérience. Avant de vérifier le niveau, il faut vider les tubes indicateurs afin d'établir l'équililtre îles températures.

Il convient de mesurer l'eau de primage entraînée par la vapeur. Le moyen le plus commode consiste à ajouter i pour looo de chlorure sodique à l'eau d'alimentation. Ce sel subsiste dans l'eau de primage. On recueille de temps en temps une petite quantité de vapeur par un orifice percé, près de la machine, dans le tuyau d'amenée du fluide. Cette vapeur est condensée dans un serpentin. On prélève des volumes égaux de l'eau de condensation ainsi obtenue et de l'eau alimentaire. On introduit dans ces deux prises d'essai du chromate de potassium, puis on ajoute une solution de nitrate

il'nrfîcnt. II se forme un précipité blanc de chlorure d'argent tant ([u'il reste du chlorure sodique ; ensuite il se produit du chroniate d'argent rouge. Les poids de solution de nitrate d'argent à verser dans les deux prises d'essai pour déterminer la coloration rouge sont dans le rapport des quantités de sel marin contenues. On peut ainsi estimer la proportion d'eau de primage, cette dernière ayant seule pu amener ilu chlorure sodique dans la vapeur condensée. La densité des solutions de chromate de potassium et de nitrate d'argent ne joue aucun rôle.

II faut être en garde contre certaines fraudes dans les essais de chaudières.

Si, à la fin de l'essai, le chauffeur alimente avec de l'eau froide, après avoir laissé descendre fortement le niveau, la tjuantité de chaleur contenue dans la chaudière est inférieure ;\ ce qu'elle était au début.

De même, si, avant l'essai, le chauffeur ouvre bnistjuement la valve d'admission, les poches de vapeur se vident et le niveau descend. A la fin, on peut reformer les poches, de manière à faire remonter le niveau, en fermant graduellement la valve.

Pour réduire le poids apparent de charbon brûlé, le chaufieur met les scories sur les côtés de la grille pendant l'essai, puis les ramène sur le foyer à la fin, en les faisant compter comme combustible.

fi-tsai de la machine à viif>eiir. Le poids de vapeur sèche consommée par cheval-heure intliqué se déduit des expériences précédentes, des ilonnées fournies par les indicateurs et tle la vitesse. ^1

Dans le cas particulier où la machine est pourvue d'un con- " denseur par surface, le poids d'eau condensée, correction faite comme plus haut pour l'eau de primage, représente très exactement la vapeur consommée. On peut alors restreindre à une ou tleux heures la durée de l'essai du moteur.

C'est au tlernier procédé qu'on a le plus souvent recours avec les turbines A vapeur, jxiur lesquelles on indique habituellement le poids de vapeur consommée par kilowatt-heure aux bornes dis d\n.im(is i^ii'tUes attaquent directement.

MESURES CÉOMÊTRIQl'ES ET MESURES MÊCANIOCES.

Mesure de la puissance mécanique. Indicateur Crosby. Dynamomètre de transmission von Hefner-Altenek. Frein

à corde. — I.a détiMinination clu rendement d'une djnamo conduite par un moteur à vapeur nécessite parl'ois l'estimation tlu travail fourni par le moteur. Ce travail est égal à l'énergie mécanique développée par la vapeur dans les cylindres, diminuée des pertes dues aux frottements de la machine.

Pour évaluer le travail de la vapeur on se sert d'indicateurs, qui permettent de déterminer la pression moyenne de la vapeur clans chaque cylindre. L'un des plus employés j)Our l'essai des machines à grande vitesse, utilisées fréquemment pour conduire les dynamos, est l'indicateur Crosby, fig. 14 et i5.

Fig. M.

Fij,'. i5.

On visse sur chacune des extrémités du cylindre à vajieur un petit cylindre contenant un piston sollirilé vers le lias par un ressort taré à double hélice. .\u piston est adaptée une tige traversant librement le fond supérieur du cylindre et dont les déplacements sont ampliliés par une série de trinj^les articulées qui meuvent la pointe d'un style en laiton sur une feuille de pupier préparé au blanc de zinc enroulée autour d'un tam- !>our. Ce dernier reçoit un mouvement alternatif, lié avec celui du piston moteur, par l'intermédiaire d'une lorde de chanvre attachée à un levier oscillant entraîné jjar la tige de ce piston. Les bras du levier sont proportionnés de manière que la

course du piston moteur corresponde à peu près à une révolution du tambour mo!)ile. La corde reste toujours tendue grâce à un ressort de rappel ;'i boudin, disposé à l'intérieur du tambour. Il faut que, dans sa position moyenne, le levier soit normal à la direction de la corde et que le j)lan dans lequel il oscille soit sensiblement tangent au tambour, pour que les déplacements angulaires de celui-ci soient proportionnels aux chemins parcourus par le piston de la machine. Il convient que la corde soit aussi courte que possible. Les tuyaux raccordant les indicateurs au cylindre du moteur doivent être gros et courts. Il n'est pas reconimandable d'emplojer le même indicateur pour les deux extrémités du cylindre, sauf avec les machines dont la marche lente laisse à l'équilibre des pressions le temps de s'établir.

On commence par tracer la ligne atmosphérique. On s'assure que la course du traceur est normale. On a soin de purger le cylindre de l'indicateur et la conduite de raccordement immédiatement avant de prendre des diagrammes. Dans ce liut l'indicateur est pourvu d'un robinet h trois voies. On laisse le st\le parcourir son cycle une tlizaine de fois pour obtenir une courbe moyenne.

En vue de graduer l'indicateur, on l'adapte à une chaudière où l'on fait varier la pression, celle-ci étant mesurée par un nianumctre à air libre ou par des poids agissant sur le piston d'un cylindre de diamètre connu qui communique avec le même générateur. Par ce mo\cn on élimine l'influence des fuites éventuelles de l'indicateur et l'on porte celui-ci à sa teninérature de ser\'ice. A défaut d'une chaudière disposée pour ce tarage, on gratluc les ressorts des indicateurs au moyen de poids dont on charge le centre de leur piston par l'intemiéli-dre d'une tige. A cet etfet l'indicateur est maintenu renver.se hms un étau, de manière que l'axe de son cjlindre soit bien tfêrtiral. On a .soin d'immerger au préalable ce dernier dans IVau bouillante, afin d'amener le ressort à une température qui . soit pas trop éloignée de la température normale. On déterne pa'' 1^" procédés ci-de.ssus les pressions correspondant ordonnées des courbes tracées sur le tambour enregistreur.

MESURES CÉOMeTRIQt'ES ET HKSURES MeCANIQirES.

SO

Les diagrammes fournis par les indicateurs fixés aux deux extrémités du cylindre moteur sont surfaces, parla méthode de Simpson ou à l'aide du pianiniétre d'Amsler, en vue de déterminer la pression moyenne de la vapeur. Lorsqu'on fait usage du planimètre, on contourne deux fois chaque diafcramme. l'n moyen de calcul rapide sans appareil consiste à diviser la base du diagramme en dix parties égales et à ajouter les ordonnées correspondantes sur une bande de papier; le tli.xième de la longueur totale représente sensiblement l'ordonnée moyenne.

Connaissant, d'autre part, les dimensions du piston du moteur, sa course et le nombre de tours effectués par seconde, on détermine aisément la puissame développée par la vapeur. On calcule une constante contenant toutes les données, sauf la pression moyenne et la vitesse, et qu'il suffit de multiplier par ces deux éléments pour avt^ir la puissance.

Il faut avoir soin de ne relever les diagrammes que lorsque l'indicateur a atteint sa tempiérature normale. On veillera à ce que le style conserve dans son support la même position que pendant le tarage. Une déviation de la pointe peut altérer les ordonnées au point d'occasionner une inexactitude de plusieurs centièmes. L'emploi des indicateurs expose à des erreurs (]ui, en s'accumulant, peu\ent fausser notablement les résultats. Il est donc nécessaire de multiplier les essais, en vue d'obtenir des mo\ennes. Il est bon de permuter les emplacements des indicateurs.

On inscrit sur les diagranmies relevés un numém d'onlre et la date. Dans un tableau spécial on note, suivant des colonnes successives, l'heure des essais, le numéro des diagrammes, le nombre <le tours par minute et, pour contrôle, la pression de la vapeur à l'entrée de la machine. On commence par 1, loi, 20I, 3oi, 401, 5<)l pour numéroter les séries l<ie diagrammes pris des dcu.x côtés des cylindres à haute, moyenne et liasse pression.

Les iiyiiaiiiomctrcs de transmission permettent de déterminer l'effort transmis par une courroie à une machine électrique, en relevant la diftérence entre les tensions du brin conducteur et du brin cimduit.

■» -.-HAPinti; n.

Le nuDdèle ôe M. von Hemer-Altenek est un des plus connus. Cet appareil, qui se àxe entre le moteur et la dynamo, porte sept galets entre lesquels passe la courroie, fig. l6. Le galet du milieu peut seul se déplacer; les autres ne servent qu'à guider les deux brins, afin qu'ils exercent sur le galet médian des pressions directement opposées. Ce galet pivote autour d'un axe qui se coni'ond avec celui du petit galet de gauche; il est équilibré par un contrepoids, dont le support oscille de\-ant une ligne de repère, et les mouvements du système sont amortis par xme cataracte à air. Par suite de la

Fi^. I'-.

tensiv>n prédominante vUi brin comlucteur, situé à la partie intérieure dans la tig. IP. le galet mobile tend à être soulevé au dessus de Sii position de symétrie, ce qu'indique l'index. qui s'abaisse. Tour le ramener dans cette position, on agit sur un ressort gradué de manière à marquer sur l'échelle d s«s allongements la différence des tensions des brins. La grF»duativ>n s'v^btient on fixant le dynamomètre verticalement et e- -t suspendant aux deux brins de la courroie, qu'on empêche M- * riîsser. une série de poi^ls inégaux. Le déplacement à commi — J «tQUer à l'extrémité du ressort pour amener l'index du contr^^^ Mtds au re|vre est noté pour chaque valeur de la différenc:^ ^

ftfi itw^me temps qu'on effectue la mesure dynamométrique, tft wJèw la vitesse angulaire de la dynamo à l'aide d'un

IWUTir ^^ l-" "uiltipliant le nombre de révolutions par

Bwdk par l'» circontéronce moyenne d'enroulement de la

IMW sur la iKHilie do la dynamo, on obtient la vitesse

h* «le l* oourroio. Le produit de cette vitesse par la

•juie* tensions dos doux brins représente la puissance

MEStrRES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES.

lécanique al)Sorbéc par la djnamo. Il y a, toutefois, des îrreurs dues au glissement de la courroie sur la poulie de la dynamo et aux frottements des galets du dynamomètre, dont une partie est comprise dans la puissance trouvée.

Fig. ly.

La fig. 17 montre schcmatiquement un d vnamomctre plus

précis que le précédent. L'axe conducteur et l'axe conduit

portent des poulies P et P', réunies par un ressort. Un index I,

tfixé à la poulie P, appuie sur un conducteur enroulé autour

de la poulie P' et parcouru pai^ un courant électrique. La

dcnation d'un voltmètre relié, par des contacts glissants, à

un point du conducteur et à l'index permet d'apprécier la

position de celui-ci et, par suite, l'angle de torsion du ressort

('e transmission.

Les frottements intérieurs d'une machine à vapeur sont représentés par la différence entre le tra\ail indiqué et le ^avail disponible sur l'arbre moteur. Ce dernier s'estime à laide du frein de Pnniy, qui le transforme en frottements roesxirables. D'après les travaux de M. Thurston, confirmés P'ï" les expériences de M. D\velshauvcrs-Dery,le travail mesuré ^" Irein est sensiblement égal au travail indiqué en charge <l>^"»inué du travail indiqué à vide. Le frein est également cn^ployé pour évaluer la puissance utile des moteurs électriques.

r^our cette dernière application on donne souvent aux freins l» forme indiquée dans la fig. 18, qui a l'avantage de supprimer le réglage de l'équilibre, assez difficile à réaliser avec le modèle priniitil. Sur une poulie adaptée à l'arbre mobile on place une

bande d'acier ou de toile retenue par un cavalier. Cette bande est attachée, d'une part, à une balance dynamométrique B surmontée d'un poids />' et supporte, d'autre part, un poids p.

Fig. 18.

Le sens de rotation est tel que ce dernier poids tende à être soulevé.

En appelant p" l'effort indiqué par la balance, on peut écrire, lorsqu'il y a équilibre entre le couple /r des frottements et le couple antagoniste (/>—/>' — p") R,

fy = (J>-p'-p")'R.

Si la bande est assez mince, on a sensiblement r = R. En désignant par « le nombre de tours que la poulie effectue par seconde, la puissance utile P est, en chevaux, lorsque les forces sont exprimées en kilogrammes et les rayons en mètres,

ip-p'-P")Rx~-

MESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURES MÉCANIQUES

En watts la puissance vaut

La lubrification du frein, destinée à éviter un échauffement nuisible, est faite au moyen d'eau savonneuse ou de graisse. II faut que le frein soit bien équilibré avant la mise en place des poids dont on tient compte dans les formules précédentes, c'est-à-dire que toute force qui tendrait, au repos, à entraîner l'axe de la machine dans un sens ou dans l'autre soit compensée par un contrepoids convenable. Pour opérer ce réglage, on fait reposer l'induit de la dynamo par son arbre sur deux règles horizontales, afin de lui donner une grande mobilité. Si la bande enroulée sur la poulie est de section uniforme et symétriquement disposée par rapport à la verticale passant par l'axe de l'arbre, le réglage est inutile.

Pour l'essai de petits moteurs, on modifie parfois le frein comme il est représenté dans la fig. 19. Une bande de toile ou

une corde de chanvre, enroulée tout autour de la poulie en vue d'équilibrer les efforts sur les coussinets, est fixée, d'une part, à une balance dynamométrique et supporte, à l'autre bout, un plateau chargé de poids.

Avec des moteurs de i à 2 chevaux et des poulies de 20 à 3o cm de diamètre, une lubrification de la corde par quelques gouttes d'huile suffit. Avec des puissances plus élevées, on peut

refroidir la poulie en adoptant la forme indiquée dans la fig. 20. l 'n jet d'eau est projeté dans une gorge intérieure de la poulie, où le li(juide se maintient grâce à la force centrifuge. La circuliition (le l'eau est assurée par le tuyau T.

Dans le cas d'une lubrification par l'eau, il convient que la auriucA- frottante S de la poulie, exprimée en m-, soit liée à la puissance absorbée P, exprimée en chevaux, par la formule

5oo Ivii l'absence de lubrifiant, la relation doit être

l-a fig. 21 montre le frein électrique de M. Pasqualini, :i|»()roprié aux puissances faibles et basé sur l'expérience du disque de l-'oucault. Un plateau en cuivre tourne devant les

MESURES GÉOMÉTRIQUES ET MESURKS MÉCANIQUES

pôles d'un inducteur monté sur un axe mobile. L'extrémité de ce dernier soutient un volant de grand moment d'inertie, dont

Fis- 21.

la position est repérée sur une graduation et qui porte deux règles horizontales le long desquelles on peut déplacer des poids permettant de varier et d'estimer le couple résistant. On évalue la puissance absorbée par le palier du disque en mesurant l'énergie électrique consommée par le moteur tournant avec et sans plateau.

Les freins et dynamomètres deviennent incommodes et peu exacts quand il s'agit dé puissances importantes. Dans ces conditions on préfère attaquer par le moteur étudié Une dynamo dont le rendement a été déterminé au préalable sous des charges variées. Il suffit alors de relever la puissance électrique débitée par la génératrice pour connaître la puissance mécanique qu'elle reçoit.