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Cette partie décrit l’instrumentation du système de mesure du prototype PDT/RT et de son amélioration pendant le projet. Beaucoup de temps et d’effort ont été mis dans l’amélioration de ce système de mesure afin de répondre aux exigences du cahier de charge établit par la partie bénéficiaire de ce projet (Hydro-Québec). Donc, cette section constitue l’une des principales parties de la thèse.
Source haute tension
Le choix de la source haute tension est principalement en fonction de sa tension de sortie maximale, son mode opérationnel (opérationnel en mode masse flottante) et un peu moins son volume ou son poids. Des sources de tension à courant continu allant jusqu’à 130kV (par exemple la marque Spellman) sont maintenant commercialement disponibles. La source DC Spellman modèle SL-40-30, , peut fournir une tension allant jusqu’à 40kV et un courant de sortie maximal de 750μA. Le contrôle de cette source se fait à partir ’un connecteur DB25 situé à l’arrière de la source. Pour les mesures réalisées en centrale, cette source peut opérer en mode masse flottante (Floating ground). Son poids est faible (de 7.7kg à 14kg) et elle est facilement transportable.
Électromètre et multimètre
L’électromètre est un multimètre à Courant Continu de haute résolution. Les modèles Keithley (6517A, 237, 2010) offrent une grande précision et une haute sensibilité aux mesures. Le modèle 6517A est le plus précis par rapport aux modèles 237 et 2010. Il offre des mesures, de courant de 100 aA à 20 mA, de tension de 10 μV à 200 V, de résistance de 1 Ω à 10 ¹⁷Ω et des mesures de charge de 10 fC à 2 μC. Il peut être également commandé par l’intermédiaire d’une interface IEEE-48 (GPIB) intégrée par un système de commande tel qu’un ordinateur. Pour les mesures en centrale, les niveaux des courants de charge sont élevés (quelques dizaines ou centaines de micro-ampères) loin des limites théoriques [17]. Donc, un instrument de mesure de courant de haute sensibilité n’est pas requis. Généralement, on utilise des multimètres numériques classiques (DMMs) contrôlable qui coûtent moins cher et sont plus robustes que les électromètres.
Relais haute tension
La source de tension Spellman, présentée précédemment, ne possède pas un système de décharge à travers lequel l’objet d’essai peut être déchargé. Cette opération est donc accomplie par l’utilisation d’un relais haute tension contrôlé à partir de l’ordinateur. un relais haute tension et un relais basse tension. Le relais haute tension est un relais Ross Engineering 60 kV modèle E. Celui-ci est un relais à trois bornes, une borne commune, une borne normalement fermée et une borne normalement ouverte (STDP). Dans le prototype PDT/RT, ce relais est contrôlé par un SSR qui permet de couper l’alimentation 120 V du relais. À son tour, ce SSR est lui-même contrôlé par une des sorties numériques de la carte DAQ. Le relais basse tension est un relais 5V DPDT (OMRON G5V-2-H1). Il se sert à court-circuiter l’objet d’essai pendant quelques secondes au début de la phase de décharge afin de ne pas exposer la résistance de mesure au pic capacitif. Ce relais est aussi contrôlé par une des sorties numériques de la carte DAQ.
Carte DAQ
Les cartes universelles d’acquisition permettent de réaliser à bon marché des applications d’acquisition et de contrôle de processus. Il ne faut pas oublier que leur résolution et leur précision sont limitées, qu’elles sont sujettes à passablement de bruit et les fréquences d’échantillonnage sont limitées tant par le nombre de canaux à mesurer que par la nécessité de les commander directement par le processeur. Le contrôle ainsi que la mesure du système PDT/RT utilisent une carte DAQ de type DAQ-6036E. Cette carte possède 8 entrées analogiques (en mode différentiel), 2 sorties analogiques et plusieurs sorties numériques. Son taux d’échantillonnage est de 200kHz. La résolution de ses entrées et sorties analogiques est de 16 bits.
INTRODUCTION |
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