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11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 11 Intro 1 Laboratoire national de métrologie et d’essais.

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1 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 11 Intro 1 Laboratoire national de métrologie et d’essais

2 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 22 Plan Le LNE Contexte Réalisation d’un transformateur d’injection Conception d’un autotransformateur étalon Conclusion

3 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 33 Le LNE LNE Métrologie scientifique et industrielle Essais Certification, formation Électricité … Expertise, conseil Métrologie avancée Thermique Mécanique Chimie… Effet Hall quantique Effet Josephson Capacité calculable de Thompson-Lampard Effet tunnel Mono-électronique Balance du Watt ΩV F I W

4 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 44 Métrologie électrique : le farad Mise en œuvre de l’étalon calculable de capacité électrique Thomson-Lampard  Permet de déterminer une variation de capacité à partir d’une mesure de longueur Détermination de constantes fondamentales parmi lesquelles la constante de von Klitzing R K (objectif : incertitude de )

5 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 5 Pont de comparaison d’impédances D : détecteur G : source de tension alternative Z x : impédance inconnue Z c : impédance connue / étalon VDVD G L’équilibre de ce pont est établie quand V D = 0 V Cas théorique : Autotransformateur étalon Cas pratique : Capacités inter-enroulements, Courants de de fuites, flux magnétique de fuite …  = quelques millionième jusqu’à 2kHz connu à quelques Écart entre la valeurs théorique et la valeur réelles du rapport Inj

6 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 6 Équilibrage du pont Système d’injection : Diviseurs inductifs Boîtier d’injection Transformateur d’injection (1/100) CxCx CECE V2V2 V1V1 V inj U Système d’injection Câble constituant le secondaire du transformateur d’injection  max = (1±10 -5 ) Erreur relative introduite par le système d’injection  max = ± Écart entre et = ± au maximum

7 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 7 Objectif de cette session professionnelle Fabrication d’un transformateur d’injection Répondre à un besoin du laboratoire But didactique Fabrication d’un autotransformateur étalon Amélioration des ponts de comparaisons d’impédances actuels

8 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 8 Transformateur d’injection Rapport 1/100 avec une erreur relative de l’ordre de quelques Transformateur double étage Bobinage peu sensible au champ magnétique environnant écrans électrostatique Tores magnétiques adaptés

9 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 9 Réalisation Moulage des 4 guides fils Assemblage du bobinage, écran, secondaire …. Transformateur d’injection réalisé

10 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 10 Tests & résultats Comparaison D Dispositif d’injection U k 1.U k 1.k 2.U k 4.k 3.U k 3.U U TM2E1 Bloc 1 Bloc 2 (V)

11 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 11 Autotransformateur étalon Autotransformateur avec étage métrologique Plusieurs rapport de transformation possible (1:1, 1:10, 8:3 …) Incertitude sur l’erreur du rapport de tension de l’ordre de quelques 10 -9

12 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 12 Choix des bobinages 2 bobinages différents : Ayrton-Perry Spire de retour Magnétisant Métrologique le bobinage est divisé en 4 sections afin de pouvoir être alimenté sur 200, 220 et 240 spires Nappe de 12 fils effectuant 20 spires +11.U +10.U +9.U Encore moins sensibles au champ magnétique environnant

13 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 13 Stabilité mécanique du bobinage Guide de fils Spires régulièrement réparties Positions des fils garanties Tiges guides Position garantie sur les faces latérales

14 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 14 Écran électrostatique Diminution du couplage capacitif entre les deux enroulements Écran Rigide en Cuivre

15 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 15 Réalisation des pièces

16 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 16 Conclusion & développement Difficultés rencontrées : Bobinage, soudure Compétences acquises : Techniques o CAO : entière gestion de la réalisation de la CAO du transformateur o Transformateurs : Réalisation de différents types de bobinages, de matériaux magnétiques… DocumentaireUtilisation pertinente des ressources du LNE Métrologique Soin apporté au travail, travail d’auto-vérification, tirer leçons de ses erreurs Relationnelle Interaction avec l’atelier → simplification de pièces et diminution du coût et des délais

17 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 17 Bilan 1 er période professionnelle 2 ème période professionnelle 3 ème période professionnelle  Réalisation et test du transformateur d’injection  Conception de l’autotransformateur étalon et réalisation des pièces mécaniques  Travail préliminaire à la réalisation d’un transformateur  Apprentissage du fonctionnement des ponts  Conception du transformateur d’injection (CAO + matériaux)  Réalisation d’un moule pour le guidage des fils du bobinage des enroulements du transformateur  Assemblage  Tests  Étalonnage  Mise en place de celui-ci dans un pont de comparaison de l’autotransformateur étalon

18 11/09/2009Présentation du dossier d’alternance 18 Merci de votre attention


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