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Perfectionnements relatifs au réglage automatique de caracté- ristiques physiques variables.
Cette invention est relative au réglage automatique de caractéristiçues @hysiques variables, par exemple la tem- pérature ou la pression; elle concerne plus particulièrement l'utilisation à cette fin d'un système dont le fonctionnement est entièrecient ou en substance entièrement électrique.
Le principe à réaliser par le système de réglage au- tomatique décrit ci-après consiste en ce que toute déviation (Q) de la caractéristique mentionnée par rapport à sa grandeur voulue influence un dispositif compensateur de telle manière que l'effet compensateur (V) résultant du fonctionnement du
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dispositif compensateur dépende du comportement de o suivan une certaine loi particulière choisie arbitrairement.
Sous sa forme fondamentale l'invention Implique l'emploi des éléments essentiels suivants: - a) Un dispositif qui pour toute grandeur de o produit un changement physique de position ou d'intensité dans une me- sure (x) sensiblement proportionnelle à o. b) Un dispositif compensateur (par exemple une vanne à vapeu tel qu'un déplacement détermine depuis une de ses positions à une autre corresponde à un changement déterminé de la gran deur (V) de l'effet compensateur, et qui peut être déplacé dans un sens ou l'autre par un moteur dont le fonctionnement est régi par l'appareil de réglage automatique.
c) Un dispositif d'accouplement par l'intermédiaire duquel tout changement de position produit dans le dispositif com- pensateur fait varier la grandeur d'un potentiel électrique, appliqué par une source extérieure à un certain point X, d'une quantité sensiblement proportionnelle au changement d'effet compensateur résultant du changement de position du dispositif compensateur.
d) Un système électrique dont un point P est connecté par un circuit de couplage, qui peut comprendre des résistances, des inductances et des capacités, au point X précité, et par un circuit qui est entièrement résistif, à un autre point Q dont le potentiel est maintenu à l'aide d'un dispositif potentio- métrique ou autre à toute valeur voulue ou prédéterminée, ou varie de toute manière prédéterminée, et enfin par un troi- sième circuit, qui peut être essentiellement capacitif, ou résistit et capacitif, à un point Y qui est maintenu à un potentiel constant.
La grandeur prédéterminée du potentiel au point Q doit 'tre celle qui (dans le sens interprète ci- après) correspond à la grandeur voulue de la caractéristique
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régler, et le Système électrique est tel que le potentiel au point P tende à tout moment à être ramené à cette gran- deur par un passage de courant électrique entre P et Q.
e) Un autre dispositif qui pour toute déviation 0 du poten- tiel de P par rapport à sa grandeur normale prédéterminée provoque un changement physique de même nature que celui pr voqué par le dispositif spécifié en (a) ci-dessus, dans une mesure (y) sensiblement proportionnelle à
En faisant fonctionner d'une certaine manière le dispositif compensateur (b), on peut changer le potentiel e P (par l'intermédiaire du dispositif d'accouplement (c) et du système électrique (d) ) de telle manière qu'à tout ins- tant Y soit approximativement ou exactement proportionnel à X; on dit alors que ?. est en correspondance approximative o en correspondance exacte avec X.
Si X est proportionnel à O et si Y est proportionnel à , on dit de même que 0 est en correspondance exacte avec 9 quand y est en correspondance exacte avec X En outre, si X et Y$ ne sont que grossièremen proportionnels respectivement à Ú et , une correspondance exacte entre et 9 accompagne toujours une correspondance exacte entre Y et X à condition que toute relation exacte du "type grossièrement proportionnel" existant entre y et soit la même que celle existant entre y et x.
La grandeur prédéterminée du potentiel au point Q (qui est le potentiel par rapport auquel est mesuré ) est choisie de manière que Y et 0 soient nuls et soient respect:* vement en correspondance avec x et Ú quand x et e sont nuls.
La caractéristique essentielle de l'invention résic en ce que le moteur actionnant le dispositif compensateur (1 est actionné de manière que, par l'intervention du dispositi d'accouplement (c) et du système électrique (d), les varia-
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tions consécutives de 0 et, partant, de y maintiennent y en correspondance étroite avec x; les opérations appropriée du moteur nécessaires à cet effet sont produites par l'inte médiaire d'un système de relais qui, étant actionné chaque fois qu'il se produit un faible écart de la correspondance entre Y et 1, provoque un fonctionnement du dispositif com- pensateur (b), tel qu'il rétablisse la correspondance plus ou moins rapidement, ainsi la correspondance est strictemen maintenue sur l'ensemble.
La manière dont fonctionne le système de relais lo d'un écart de la correspondance entre y et x peut varier.
Dans les cas où y et 1 sont des longueurs (par exemple, les déviations des aiguilles de deux instruments indicateurs distincts (a) et (e) ) il existe divers dispositifs, tombés dans le domaine public ou non, à l'aide desquels un écart appréciable de la relation x constante devient apte à ir fluencer le système de relais de manière que le dispositif compensateur (b) soit actionné dans un sens ou dans l'autre suivant que 7- est plus grand ou plus petit que la constante Un exemple en est fourni par l'emploi du "système de contac à quatre pointes* du brevet n .410.018.
Dans les cas où y et x sont les mesures d'intensi- tés physiques telles que pressions ou courants, on peut op- poser l'une à l'autre ces intensités, ou des intensités qui leur sont proportionnelles, dans tout dispositif à fonction nement différentiel qui actionne un système de relais dans un sens conduisant au rétablissement de la correspondance, chaque fois que les intensités opposées deviennent sensible ment inégales; on en décrira des exemples ci-après.
Suivant une variante du système on maintient la co respondance entre 0 et xoù xest la déviation par rapport à
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la valeur normale du potentiel en un point L d'un deuxième système électrique (f) qui asaure sensiblement la relation dx/dt + c x = c Ó Ú + ssdÚ/dt oÙ 1 désigne le temps et c, Ó et ss sont des constantes ar- bitrairement choisies. Dans cette variante, le dispositif ( précité continue sa fonction consistant à lier y à Ú, mais le dispositif (a) est omis.
Au lieu de lui on emploie un di positif (g) analogue à (e) pour produire un changement w (e core de même nature que y) qui est approximativement propor tionnel à x, et il faut ici maintenir une correspondance é troite entre y ou 0 et ! ou / , respectivement, tout comme précédemment entre y ou 0 et 3 ou Ú. Un organe qui se met e: rapport avec les changements 9 de la caractéristique qu'on règle, produit dans le système électrique (f), au moyen d'w curseur qu'il actionne sur un potentiomètre, des changement- de potentiel en un point R, qui sont sensiblement proportioi nels aux changements de Ú.
Le point R est connecté par un et densateur à un point L et, par delà celui-ci, au dispositif (g) et il est aussi connecté par une résistance et à un autr condensateur, montés en série, à un point où le potentiel es maintenu à une valeur constante.
Le principe de réglage employé selon cette variante contient un facteur exponentiel qui est parfois avantageux pour autant qu'il produit une compensation provisoire exagé- rée chaque fois que la caractéristique à régler change brus- quement.
Il est possible de faire en sorte que le potentiel prédéterminé en Q soit maintenu à une valeur qu'on fait va- rier elle-même suivant toute allure raisonnable qu'on veut donner à la caractéristique. Par exemple, le système peut
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s'appliquer au réglage autoaatique d'une température qu'on désire être variable avec le temps.
Suivant une autre variante du système, on change la grandeur du potentiel électrique appliqué au point X, d'une quantité s'ajoutant à celle due au dispositif d'accou plement (c). Cette quantité additionnelle dépend de tout changement de la grandeur d'une autre caractéristique, appe lée ci-après caractéristique causale, dont les variations sont susceptibles d'amener des variations de la caractérist que à régler.
On peut faire agir ces variations de la gran- deur de la caractéristique causale sur un dispositif, sensi ble à ces changements, qui en introduisant ou en modifiant une résistance dans le circuit du potentiomètre appliquant le potentiel au point X, produit un changement de ce poten- tiel en conformité avec le changement de la caractéristique causale, en tendant ainsi à faire varier le potentiel du point P d'une certaine quantité s'ajoutant à celle due au dispositif d'accouplement (c).
D'autres particularités de l'invention se rappor- tent à des moyens de compenser le jeu ou mouvement perdu qt peut exister entre la position réelle du dispositif compen- sateur lui-même et toute partie extérieure ou commande du dispositif compensateur qui est choisie pour servir de poir extrême d'accouplement au système de réglage automatique, et à des moyens de produire un effet compensateur appropria dans les cas où l'effet compensateur dû à un déplacement donné du dispositif compensateur n'est pas proportionnel à ce déplacement.
On assure la compensation du Jeu en Produisant api le commencement du déplacement du dispositif compensateur intervalle de répit précédant le début correspondant du che
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gement de potentiel en X; toutefois cet intervalle ne doit se produire qu'au cours de chaque déplacement du dispositi compensateur, de sens opposé au déplacement précédent, et : doit être sensiblement égal à l'intervalle de temps pendan lequel le dispositif compensateur absorbe le jeu. Ce but e atteint en introduisant délibérément un jeu équivalent en point approprié du dispositif d'accouplement.
On compense la non-proportionnalité entre le dépli cement compensateur et son effet en employant un dispositif d'accouplement produisant un changement de potentiel qui e: sensiblement proportionnel au changement de l'effet compen- sateur plut8t qu'au déplacement du dispositif compensateur On y arrive en faisant en sorte que le potentiomètre, ou tout autre dispositif, qui applique un potentiel au point : soit lui-même établi de telle manière que le changement du potentiel appliqué soit proportionnel au changement de l'e compensateur.
On décrira ci-après une forme d'exécution particu- lière du système électrique, qui procure un réglage obéisse à une loi spécifique.
On supposera qu'on veut procurer un dispositif qui agisse en sorte qu'une déviation indiquée Ú par rapport à u valeur à conserver constante ait elle-même pour résultat de produire un effet compensateur, représenté par V, qui obéit en substance à la loi:
V k1 Ú dt + k2Ú + k3 (dÚ/dt) ou, sous une autre forme, dv= klg d2o dv/dt=k1Ú + k2dÚ/dt + k3d52 où k1, k1 2et k3 sont des constantes choisies arbitrairement
On comprendra bien l'invention en se référant aux dessins annexés.
Dans ces dessins:
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Fig. 1 représente schématiquement un exemple du principe fondamental de l'invention, et Pics. 2, 3 et 4 représentent ce principe appliqué à divers dispositifs pour maintenir la correspondance voulue Sur les Figs. 1 et 2, la correspondance entre les variation: de 0(lesquelles sont amplifiées dans le cas de la Fig. 2) e: d'une nature géométrique en ce sens qu'elle est maintenue er tre les bras mobiles de deux indicateurs, c'est-à-dire que @ et y sont des longueurs. Sur les Figs. 3 et 4, x et y sont des potentiels électriques qui s'opposent du fait qu'ils sor appliqués aux grilles de deux tubes thermo-ioniques 130 et 140 intercalés dans un circuit approprié comprenant un relai 150 qui en définitive agit différentiellement.
Fig. 5 montre un procédé qui obvie par l'emploi d't cellule électrochimique à certaines difficultés qu'entraine une très grande capacité dont l'emploi est parfois requis.
Fig. 6 représente schématiquement un exemple de la variante où figurent les variables w et /, un facteur expo- nentiel étant inclu au principe de l'invention.
Il est clair que le système représenté, sur les des sins peut s'appliquer au réglage de toute caractéristique va riable, bien que pour la simplicité de la description on se réfère à la température. Les systèmes montrés sur les dessin sont destinés à servir d'exemples illustrant les principes de l'invention et l'invention n'est pas limitée à ces exempi
Sur la Fig. 1, le fluide de chauffage, par exemple de la vapeur, arrive au système dont on veut régler la tempé rature, par un tuyau 1 comportant une vanne de réglage 2, cette vanne étant actionnée par un moteur et un engrenage ré ducteur qui ne sont pas représentés sur le dessin. L'indica- teur de la vanne porte une poulie 3.
Une deuxième poulie 4,
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coaxiale 1 la poulie 3, est reliée à celle-ci au moyen d'un dispositif réglable à boutonnière de façon que les deux pou- lies puissent exécuter un mouvement relatif libre, d'amplitt. de déterminée indiquée par l'angle Ó;ce mouvement libre es réglé de manière à correspondre au Jeu entre le point d'atta che de l'indicateur de la vanne et la vanne elle-mme. La poulie 4 porte la résistance 5 d'un système potentiométrique
Un potentiel dépendant de la position de la vanne est ainsi appliqué au bras de contact fixe 6 correspondant au point X cité plus haut.
Le bras de contact 6 est connecté à une armature d' condensateur 7 dont l'autre armature est connectée par les résistances 8 et 9 à un indicateur approprié, 10, du potenti au point P, qui produit dans l'organe M2 un déplacement y, le quel dans cet exemple est sensiblement proportionnel à la déviation 0 du potentiel P et qui correspond au dispositif (e décrit ci-dessus. Le point P est lui-même connecté à une ar- mature d'un condensateur 11 dont l'autre armature est connect à un point Y dont le potentiel est maintenu constant, par exemple est mis à la terre.
Au point de Jonction des résistances 8 et 9 une autr résistance 12 est dérivée vers le point Q dont le potentiel est maintenu au moyen du potentiomètre 13 à une valeur corres pondant à la grandeur voulue de la température. La déviation de la température par rapport à sa grandeur voulue est indiquée par la déviation = de l'organe M1, qui dans le présent exemple est sensiblement proportionnelle à Ú.\ Cet exemple représente le cas où y et x sont des longueurs et où la correspondance est définie par y- x.
En prévoyant un gobelet conte. nant du mercure à l'extrémité de l'organe M1 et un système de contact à quatre pointes, du genre de celui décrit dans le
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brevet n .410.018, à l'extrémité de M2 et en commandant ainsi le moteur actionnant le dispositif compensateur; on réalise le mouvement 'de rattrapage" auquel se réduit le principe de -correspondance- dans ce cas spécial où y doit égaler x.
Comme le montre la Fig. 2, le bras 20 du thermomè- tre porte à son extrémité isolée un prolongement léger 21 en aluminium et à celui-ci est connecté un fil de platine 22 qu flotte dans l'étroit intervalle compris entre deux contacts en argent 23,24. Ceux-ci sont supportés sur un bloc 25 en r, sine synthétique, à ouverture taraudée de, par exemple, 1/4"
Whitworth, dans lequel est vissée une tige 26, filetée à l'avenant, qui a par exemple vingt filets par pouce. Quand 1@ tige tourne, le bloc à contacts 25 se déplace verticalement, étant retenu par un goujon 27 engagé dans une fente verti- cale du guide 28. Ce guide se termine au sommet dans une pla. que horizontale portant le palier 29 pour l'extrémité supé- rieure de la tige filetée 26.
Dans le bas, la tige filetée s'engage dans un accouplement 30 entraîné par l'intermédiaire de l'engrenage réducteur 31, à une vitesse de, par exemple, 5 tours par minute, par le servomoteur 32.
Ce servomoteur est obligé d'entraîner le bloc à con- tacts 25, de manière à suivre le mouvement du bras de thermo- mètre 20, par l'action de deux petits relais 33 et 34 qui s'excitent par suite du contact de 22 avec l'un ou l'autre des contacts 23 ou 24 pour respectivement lever ou abaisser le bloc 25 par l'intermédiaire des Interrupteurs 35 et 36.
Le bras M1 est entraîné par l'arbre de l'engrenage réducteur 31 par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur se- condaire 37, de manière à produire pour une variation de tem- pérature donnée admissible une amplitude angulaire de, par exemple, 60". Le bras porte à l'extrémité de son rayon, par
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exemple à 7,5 centimètres, un groupe de contacts se compo- sant de deux contacts d'argent légers intérieurs 38, 39 et de deux grosses lames de nickel extérieures 40, 41. Entre les deux contacts intérieurs flotte un fil de platine 42 moi té sur l'extrémité de l'aiguille d'un milliampèremètre à bobine mobile, désignée par M2, dont l'armature mobile 43 est de construction usuelle et est reliée par sa culasse à un socle commun.
L'appareil dont 10 est la représentation schémati- que sur la Fig. 1 est monté sur un tableau distinct et il est constitué par un tube thermolonique pentode 44. Des con- ducteurs à courant continu alimentent le chauffage et les circuits de polarisation des grilles ; surl'élém ent de chauf fage sont branchés deux accumulateurs 45 de 2 volts à gran- de capacité, montés en série, et sur la résistance de polarl sation 46 de la grille est branchée une batterie d'accumula- tours à haute tension 46a de tout voltage approprié, par exe ple de 20 volts.
Cette batterie alimente aussi (1 ) le poten tiomètre graduel 5 qui est attaché à la poulie 4 et d'où le point X dérive son potentiel, et (2 ) le potentiomètre liné- aire 13 qui est fixe et d'en le point Q dérive son potentiel.
Le condensateur 7, les résistances 8 et 9, le condensateur 1: et la résistance 12 sont sensiblement les menés que sur la Fig. 1.
Le courant anodique traversant le tube 44 a, dans des conditions invariables, une intensité constante détermi- née par la grandeur de la tension de polarisation de la gril- le en Q, et il circule par le milliampèremètre 43, shunté par la résistance variable 47, de manière à maintenir une dé- viation constante de grandeur appropriée. Toutefois,quand
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la température change de manière à fermer les contacts 42 et 38, le potentiel de grille d'un tube 48 augmente depuis le valeur négative par rapport au filament, due à la batterie de polarisation de grilles 46a, le tube devient plus conductible et la bobine d'enclenchement 49 du commutateur-inverseur à mercure 50 s'excite suffisamment pour fermer le circuit d'in- duit du moteur de vanne à vapeur VU dans un certain sens.
Ce sens est tel que le dispositif compensateur (c'est-à-dire la vanne à vapeur) se déplace dans un sens pour lequel la tempé- rature tend à rétablir sa valeur, et au cours du déplacement de la vanne à vapeur le changement de potentiel au point X imprime un potentiel variable à l'armature de droite du con- densateur 7 et provoque par l'intermédiaire des résistances 8 et 9 un changement de potentiel du point P qui est le poten- tiel de la grille de commande du tube 44. Ce dernier change- ment a la polarité propre à changer l'intensité du courant anodique du tube 44 de manière à faire suivre à l'aiguille Il,? du milliampèremètre le déplacement de l'indicateur de tempé- rature amplifié M1, c'est-à-dire à maintenir l'état de corres pondance voulu, et il est continu jusqu'à ce que le fil de platine 42 s'écarte de nouveau du contact 38.
L'inverse est également vrai quand le fil de platine 42 touche le contact 39, à la suite de quoi le tube 51 devient conductible de ma- nière à exciter la bobine d'enclenchement 52 qui ferme le com- mutateur à mercure 50 en sens inverse.
Toutefois, un contact momentané dû à des fluctuation: ou à une autre causées! incapable par lui-même de rendre conducti- ble le tube 48 ou 51. Par suite de l'intercalation de résis- tances 53 et 54 dans les circuits de grille des tubes, de condensateurs 55 et 56 dans les circuits grille-cathode, et de résistances dérivées 57 et 58, le contact entre le fil 42
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et le contact 38 ou 39 doit se maintenir pendant un temps appréciable, par exemple 6 secondes, avant que la grille atteigne son potentiel final;
de même, une rupture de contac momentanée n'interrompt pas le circuit d'enclenchement et ne provoque pas de tremblement, étant donné que le condensateur de grille 55 ou 56 ne perd pas immédiatement le potentiel dE grille mais le maintient dans une mesure suffisante, par exemple pendant 5 secondes.
Toutefois les résistances 8,9 et 12, dont l'une ou l'autre peut être variable, permettent à la charge de la gri le de commande du tube 44 de s'écouler lentement jusqu'à ce que le potentiel du point P soit ramené à celui du point Q. quand la polarisation de grille et le courant anodique ont de nouveau acquis leurs valeurs normales.
Par suite, l'ai- guille M2 du milliampèremètre retourne lentement à sa posi- tion moyenne de déviation constante, en amenant le fil 42 à toucher par intermittences le contact 38 ou 39 et en chan- geant de ce fait la position du dispositif compensateur, et étant donné que ce changement de position ne peut se produi- re que concurremment avec le rétablissement de la température indiquée à sa valeur normale, la vanne est obligée par la suite à se stabiliser dans une position appropriée aux con- ditions modifiées.
La fonction du condensateur 11 consiste à appliquer au système de réglage une correction correspondant au terme de k3 dÚ/dt. Le courant traversant le condensateur est égal à la capacité C11 multipliée par le taux de variation du potentiel en P, laquelle quantité est proportionnelle au taux de varia- tion de la température indiquée, c'est-à-dire à . Bien que les trois parties du système électrique ne se comportent pas indépendamment les unes des autres, il n'en reste pas moins
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vrai (1 ) que le condensateur 7 connectant X à P fournit un terme de potentiel proportionnel à 9, (2 ) que l'adjonc- tion des résistances 8 et 12 fournit un terme proportionnel à Údt, et (3 )
que l'adjonction subséquente du condensa- teur 11 et de la résistance 9 introduit un terme proportion- nel à ci?- Le choix des valeurs attribuées au condensateur 7, aux résistances 8, 9 et 12 et au condensateur 11 détermine les grandeurs des trois constantes de proportionnalité k1,k2 et k3 qu'on peut choisir préalablement en rapport avec la naît re particulière du système à régler.
La somme de ces trois termes de potentiel (k1 Ú dt + k2Ú + k3 ) est égale en X à une grandeur de potentiel proportionnelle à l'effet compensateur, considérée avec le signe inverse, c'est-à-dire à -V. On peut modifier ce dernier potentiel en introduisant ou en changeant les ré- sistances 59 et 60, qui sont commandées par des variations de grandeur d'une caractéristique causale, un certain nombre de paires de ces résistances, correspondant au nombre de caracté- ristiques causales dont la considération s'impose, comme on l'a spécifié plus haut.
Par exemple, on supposera que la pression du fluide de chauffage est considérée comme caractéristique causale. Si la pression change, ce qui conduirait finalement, c'est-à- dire au bout d'un laps de temps propre au système à régler, à un changement de température, les résistances 59 et 60 augmentent et/ou diminuent directement d'une quantité adéqua- te, en faisant varier le potentiel au point P, après quoi le système de réglage fonctionne comme si la température avait déjà changé bien qu'elle ne soit pas encore influencée par le changement de pression du fluide de chauffage. De cette fa- çon le système de réglage anticipe l'effet des variations de
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la caractéristique causale et le réglage est plus doux que s'il était produit autrement.
Dans certains cas il peut être avantageux de retarder l'action du réglage causal.
Sur la Fig. 3, le thermomètre ou autre indicateur
120 porte à son extrémité isolée un léger contact 121, fait en platine ou autre métal noble, qui porte sur la résistance à spires serrées 122 d'un système potentiométrique, aux ex- trémites opposées de laquelle est appliqué un potentiel de, par exemple, 20 volts. A titre d'alternative, la résistance métallique 122 peut être remplacée par une résistance liquide
123 dans laquelle l'électrode mobile 124 se déplace entre les deux électrodes fixes 125, 126, l'électrolyte étant de l'eau ou tout autre liçuide inorganique ou organique à grande ré- sistivité.
La résistance 5 est connectée en parallèle avec la résistance 122 (ou 123) et avec la résistance 13, c'est-à- dire qu'elle est branchée sensiblement sur la même source de force électromotrice 127, mais la tension appliquée à chacune des résistances ne doit pas nécessairement être la même. Le point de dérivation 6 est relié par le circuit à condensateur 7, résistances 8, 9 et 12 et condensateur 11 au point P qui est la grille 131 d'un tube amplificateur triode ou pentode 130 à grande capacité dont l'anode 132 est raccordée à un po- tentiel de, par exemple, 200 volts ou plus par rapport à la terre, par l'intermédiaire d'une résistance 133 ayant une valeur environ dix fois plus grande que celle de la résistance d'un relais 150 dont une des bornes de la bobine mobile est connectée à l'anode 132.
La cathode 134, qui peut être à chauffage direct ou indirect, est mise à la terre, conjointe- ment avec la cathode 144.
Le point de dérivation 121 (ou 124) est relié direc-- tement à la grille 141 d'un tube amplificateur triode (ou pen-
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tode) analogue 140, l'anode 142 étant raccordée au même po- tentiel par une résistance 143 de même valeur que la résis- tance 133 et la deuxième borne du relais 150 étant raccordée à l'anode 142.
En série avec les deux éléments de chauffage à fi- lament, du coté négatif, est montée une résistance 127 qui suffit pour produire une chute de tension de, par exemple,
40 volts quand le courant de chauffage circule. En parallèle avec cette résistance sont raccordés les trois potentiomètres en parallèle 5, 13 et 122 (ou 123) dont l'une des extrémités de chacun est raccordée à la connexion commune entre les cath des et le circuit de chauffage et dont les autres extrémités se terminent dans trois contacts coulissants 1285, 12813., 128 Une résistance régulatrice ou de charge 129 est intercalée dans la branche positive du circuit.
Le relais 150 est du type microampèremétrique sensi ble à faible consommation et il est muni d'un shunt réglable 151 branché sur les bornes de sa bobine mobile. Il est influer ce de manière à déplacer son contact léger 152 à gauche ou à droite suivant que le circuit se composant de la résistance 13 et du tube 130 transporte plus ou moins de courant que le cir- cuit 143, 140 monté en parallèle. Vu que 133 et 143 sont inva- riables, le rapport des impédances des tubes 130 et 140 est dé cisif pour le déplacement du contact 152, et en pratique ces impédances sont déterminées par les potentiels négatifs appli- qués à chaque grille.
Le relais 150 a pour but d'obliger d'a- bord le potentiel négatif, dérivé de la résistance 5 et appli- qué au tube 13, à suivre par degrés successifs les changements de potentiel négatif dûs aux déplacements du bras de thermomè- tre 120 par suite des déplacements du con tact 121 (ou 124) sur la résistance 122 (ou 123) et appliqués au tube 140, c'est-à- dire de maintenir la correspondance entre l et x (ou entre
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0 et o). Quand les deux potentiels négatifs sont inégaux et que, par conséquent, les courants anodiques sont inégaux, le relais 150 fenre son contact léger 152 de manière que celui- ci touche le contact 153 ou 154.
Dans le premier cas, un tube 160 est influencé de manière à élever son potentiel de grille depuis celui de la terre jusqu'à celui de la cathode 161, par suite de la chargE du condensateur 16 à travers la résistance de relaxation 163 jusqu'à ce que la bobine d'enclenchement 164 de l'enclencheur
165 soit suffisamment excitée pour fermer dans un certain sen le circuit d'induit du moteur VM de la vanne à vapeur. Ce sen est tel que la vanne à vapeur se déplace dans un sens corres- pondant à la tendance à rétablir la température, et au fur et à mesure que la vanne se déplace, le changement de potentiel du point X applique un potentiel variable à l'armature gauche du condensateur 7 et provoque un changement de potentiel du point P qui est le potentiel négatif de la grille de commande du tube 130.
Ce changement est de même polarité que le change- ment de potentiel appliqué au tube 140 à partir du bras de thE momètre 120, et quand les grandeurs sont les mêmes, les cou- rants anodiques traversant les résistances 133 et 433 devien- nent égales et le relais 150 se désexcite complè tement. Toute- fois, avant que cela arrive, les contacts 152 et 153 ouvrent le circuit; cependant le tube 160 ne cesse pas immédiatement de conduire du courant; il conduit du courant jusqu'à ce que le condensateur 162 se décharge suffisamment à travers la ré- sistance 166 pour abaisser le courant anodique dans la bobine d'enclenchement 164 en-dessous de son intensité d'enclenche- ment limite;
en faisant varier la résistance 166 on peut ré- gler cet intervalle de temps de manière qu'il soit égal à l'in- tervalle de temps compris entre la séparation des contacts 152
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et 153 et l'établissement de réalité absolue des courants anodique.,.
D'une manière analogue, 1'établissement du contact à droite entre 152 et 154 fait monter le potentiel de grille du tube 170 jusqu'à celui de sa cathode 171 par suite de la charge du condensateur 172 à travers la résistance de relaxa- tion 173 ; labobine 174 de l'enclencheur 175 s'excite de mani re à fermer dans le sens inverse le circuit d'induit du moteui de vanne VM; lorsque les potentiels de grille sont de nouveau égaux entre eux, ou sensiblement égaux, l'enroulement 174 se désexcite par suite de l'ouverture des contacts 152 et 154, après quoi le condensateur 172 se décharge à travers la ré- sistance 176.
Des contacts momentanés dùs aux fluctuations dans les conducteurs de ligne ou à d'autres causes sont rendus ino; fensifs, comme décrit avec référence à la Fig. 2, au moyen de résistances de relaxation 163 et 173 des circuits de grille de tubes 160 et 170, chargeant les condensateurs 162 et 172, et au moyen des résistances de fuite 166 et 176.
Une disposition analogue à celle représentée sur la Fig. 3, mais utilisant un couple thermoélectrique au lieu d'un thermomètre à déplacement physiquement interprétable, est décrite ci-après avec référence à la Fig. 4 qui montre la par- tie du système représentée précédemment par le bras de ther- momètre 120, le contact 121 et la résistance potentiométrique 122, ou bien par les électrodes 124, 125, 126 et la résistan- ce liquide 123.
La force électromotrice du couple thermoélec- trique 180 est appliquée directement à la grille d'un tube pentode à pente raide 181 qui par l'intervention de valeurs convenablement proportionnées de la résistance d'anode 182 et du condensateur de couplage 183 amplifie les changements de
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voltage relativement faibles, de manière à fournir une ampli; cation par étage de 200 par exemple, et qui débite sur un deuxième tube à pente raide 184 à résistance d'anode 185 et condensateur de couplage 186, fournissant la même amplifica- tion par étage, de sorte que l'effet net se traduit par une tension de sortie d'au moins 1 volt par degr@ centigrade.
Cet tension de sortie est finalement appliquée à la grille 141 d'un tube triode (ou pentode) de sortie 140 ayant une résis- tance d'anode, en substance comme c'est décrit ci-dessus.
Dans certains cas où de très grands retards se produisent dans l'installation à régler, les dimensions du condensateur 7, qui pour un décrément logarithmique donné sont proportionnelles au retard, deviennent exagérément importantes et le coflt devient excessif. Etant donné que les condensateurs électrolytiques sont inadmissibles par suite de leurs pertes internes, une autre solution est fournie par l'emploi d'un po- larisateur électrochimique du type connu dans l'industrie sous le nom de cellule Daniell. Dans la présente application, on envoie le courant à la cellule avec un débit constant pendant que le moteur de vanne VU tourne dans un sens ou dans l'autre suivant que l'enclencheur 165 ou 175 a été actionné.
Le pas- sage du courant dans la cellule crée une force électromotrice croissante (avec une limite d'environ 1,43 volt) dans le sens de circulation du courant, tandis qu'une inversion de courant subséquente a pour effet de dépolariser d'abord la cellule Pendant le temps qu'elle a pris pour se polariser, puis de créer une force électromotrice croissante de sens inverse.
Comme le montre la Fig. 5, la cellule électrochimi- que 191 comportant des électrodes 192 et 193 et un diaphragme poreux 194 plongés dans une solution de sel cuivreux est intercalée 1 dans le circuit de grille d'un tube amplificateur pento-
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de à pente raide 190 qui, conjointement avec une réistance d'anode 195 et un condensateur de couplage 196 applique une force électromotrice amplifiée à un tube de sortie 130 qui, comme décrit ci-après, est couplé à la résistance d'anode 133 et au relais 150.
En se fermant, l'enclencheur 165 ou 175 en- voie un faible courant dans un sens ou dans l'autre au cir- cuit de la cellule électrochimique par l'intermédiaire de la résistance 105 montée sur la poulie 4 qui, corcme précédemment, est accouplée lâchement à l'indicateur de la vanne. La résia- tance 105 diffère du potentiomètre 5 en ce qu'elle est agen- cée pour compenser la non-linéarité du dispositif compensateur en envoyant un courant plus intense dans les positions plus critiques de la vanne, au lieu d'appliquer une plus haute ten- sion. Le courant moyen peut être de l'ordre de 100 microampè- res selon (a) les dimensions de la cellule électrochimique,(b) la vitesse de déplacement de la vanne et (c) la longueur du re tard produit dans l'installation.
La force électromotrice créée par l'ionisation ou la désionisation dans la cellule est alors appliquée à la grille du tube 190 pour rendre celle-ci plus négative au moins négative suivant le sens de déplacement de la vanne à vapeur, et la tension amplifiée de la grille 131 commande le débit du tube 130.
Comme l'indique la Fig. 5, la seule fuite aux bor- nes de la cellule, tendant à égaliser les potentiels aux deux électrodes, est celle offerte par la résistance intérieure re- liant la grille à la cathode du tube 190. Cette résistance est d'un ordre de grandeur très élevé, de sorte que le décroisse- ment de la tension de grille est très réduit, ce qui convient bien pour produire de longs retards. Si l'on veut employer une cellule électrochimique de même dimensions pour des re- tards plus courts, par exemple égaux à la moitié de la durée
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précédente, on intercale en parallèle une résistance égale la résistance intérieure grille-cathode, et des résistances valeur correspondante pour tout autre retard.
La disposition spéciale requise pour la variante c la forme fondamentale de l'invention, introduisant un fate exponentiel, est représentée schématiquement sur la Fig.6.
Cette loi, qu'on peut représenter maintenant en n'employant deux équations est: -V=k1 x dt + k2 x + k3dx/dt où /. est défini par dx/dt + c x =c Ó Ú + ss dÚ/dt c, Ó et ss étant des constantes choisies arbitrairement.
Sur la Fig. 6 des dessins annexés, 80 représente soit le bras indicateur de température lui-même, soit un br' commandé de manière à amplifier les déplacements du bras in dicateur de température. Un exemple d'une pareille amplifie. tion a déjà été donné avec référence à la Fig. 2. A l'extré té de 80, un contact 81 porte sur la résistance 82 d'un sys- tème potentiométrique en appliquant ainsi à l'armature R du condensateur 83 des variations de potentiel sensiblement pr@ portionnelles aux variations de Ú. L'armature L est connectE par la résistance 84 et le condensateur 85 à un potentiel cc tant et elle est en outre connectée à un indicateur de poter tiel 86 dont le bras indicateur peut être désigné par M1, lE déplacements de ce bras étant utilisés de la même manière qu ceux du bras M des Figs. 1 et 2.
L'indicateur 86 (qui indiqu x par un déplacement M) peut être de la même forme que l'ir dicateur 10 dont les détails ont déjà été décrits avec réfé- rence à la Fig. 2.
Dans les cas où on ne dispose pas d'une alimenta- tion à courant continu mais seulement de courant alternatif,
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on peut modifier les systèmes représentés sur les Figs. 2, 4 et 5 en connectant en parallèle les alimentations des élé- !lents de chauffée à filament des divers tubes avec un enroi ment de transformateur à tension secondaire de 4 volts, tant que le courant continu à haute tension est fourni par un re- dresseur à tube thermoïonique ou à oxyde de cuivre, en subs- tance tel que ceux employés pour les récepteurs de T.S.F. courant alternatif. Le moteur de la vanne peut être mono- o@ triphasé.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Système pour régler automatiquement une caract ristique physique variable, caractérisé en ce qu'un écart d état de correspondance,tel que celui défini ci-dessus, entr un changement physique dépendant de la déviation par rappor- à la valeur normale de la caractéristique à régler et un ch@ gement physique dépendant du degré d'écart de la valeur nor le du potentiel en un point P d'un système électrique tel qu celui défini ci-dessus, est utilisé pour produire par l'in- termédiaire d'un système de relais un changement de positior d'un dispositif compensateur, tendant à rétablir la grandeur voulue de la caractéristique,
les dispositifs d'accouplement connexes et le système électrique lui-même étant agencés de telle manière que la correspondance soit toujours maintenue.