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Procédé et dispositif pour le. réglage et la commande au moyen de petites puissances électriques de commande.
On rencontre souvent dans la technique le problème consistant à actionner, pour de petits écarts d'une grandeur mesurée par rapport à la valeur nominale, une commande par laquelle se produit le rappel à la valeur nominale, en particulier, dans des cas fréquents, à la valeur nominale du zéro. Il faut par exemple lorsqu'une température nominale est dépassée, mettre hors de service le chauffage ou une par- tie de celui-ci et lorsqu'on passe en-dessous de cette va-
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leur, mettre en service le chauffage ou un chauffage supplémentaire.
D'une manière analogue, en cas d'écarts de l'intensité d'éclairement par rapport 8, la valeur nominale, il faut mettre en circuit ou hors de circuit des appareils d'éclairage supplémentaires, ou bien en cas de comparaison d'intensités lumineuses, des actionnements d'écrans ou de filtres sont désirés. Les instruments à contact fréquement employés dans ce but ont l'inconvénient qu'en cas de minimes puissances de commande, les forces de contact sont trop petites pour assurer un contact certain. pour la marne raison, leur puissance de commutation est minime.
Les procédés connus pour augmenter la puissance de commutation, consistant à tâter l'aiguille de l'instrument de mesure dans sa position par un étrier tombant, ou bien produire à la place du contact mécanique au moyen d'aiguille une émission de contact médiate par l'intermédiaire de l'éclairement d'une photocellule commandée par l'aiguille, eu bien à produire le re- froidissement d'une résistance de bolomètre, commandée par l'aiguille, nécessitent des instruments spé ciaux qui sont coûteux et compliqués de construction mécanique.
Suivant la présente invention, ces inconvénients sont évités par le fait que la puissance de commande ne suffisant pas pour la production directe d'un contact électrique est emmagasinée et déclenchée brusquement, à intervalles de temps réguliers, sous une autre forme d'énergie convenant pour la commande. Cet emmagasibnement suivant la présente invention se fera en particulier sous la forme magnétique et sera employé par transformation de l'énergie magnétique ainsi emmagasinée en énergie électrique pour la commande de la grille d'un tube amplifidateur etdepréférence d'une porte de courant. 1,' idée fondamentale de l'invention est représentée à la fig. 1.
La ligne de A à. B représente une partie d'un cir-
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cuit de mesure dans laquelle pour la valeur nominale de la grandeur de mesure, le courant zéro doit circuler. A B peut donc par exemple être la branche de zéro d'un pont de Wheatstone suivant la fig. 2, ou la branche de zéro d'un montage de comparaison de courant utilisant des photo-éléments suivant la fig. 3, ou bien la branche de compensation d'un montage de comparaison de tension pour la mesure de température avec des thermo-éléments suivant la fig. 4. Dans cette branche se trouve, pour le contrôle de l'état de fonctionnement, en général un instrument indicateur C.
Suivant la présente invention on monte en série avec cet instrument indicateur une bobine de self induction D et on dispose un commutateur E par lequel le circuit A-B peut être coupé à des inter- valles quelconques, périodiques ou non-périodiques. L'action- nement du commutateur E peut se faire par une commande quelconque, par exemple mécaniquement au moyen d'un disque à cames F ou par un thermo-commutateur ou par un montage électrique à basculement. Lors de l'interruption du circuit A B par le commutateur E, il se produit aux bornes de la selfinduction F une surtension car l'énergie emmagasinée dans le champ magnétique de cette bobine se transforme alors en énergie élec. trique dans la capacité propre de la bobine.
En parallèle sur les bornes de la bobine on a monté la cathode et la grille d'une porte de courant G dont la tension de grille est réglée de telle manière par une batterie H que le tube est bloqué en fonctionnement normal. Lors de l'ouverture du commutateur E, sous l'effet de la surtension se produisant à la bobine, la tension de grille négative de la porte de courant est diminuée de telle manière que le tube arrive dans la région d'allumage.
Dans le circuit d'anode du tube, il s'écoule, sous l'action de la tension d'anode empruntée à une source de tension J, un courant dans la bobine d'actionnement K d'un relais par lequel les autres fonctions quelconques de commande peuvent être dé- clenchées. A la place de la bobine d'actionnement du relais,
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on peut placer éventuellement directement des résistances de chauffage lorsqu'il s'agit d'un réglage des températures.
Pour obtenir un réglage dans deux directions, le circuit d'actionnement peut, suivant la présente invention, être doublé de telle manière que la surtension se produisant à la bobine est envoyée aux grilles de deux portes de courant en direction opposée, de sorte que chaque fois à l'un des tu- bes la tension de grille est augmentée et à l'autre elle est abaissée. Suivant la polarité du courant dans le branchement de zéro A B, c'est dans la fig. 5 la porte de courant G1 ou la porte de courant G2 qui s'allume et par conséquent le dis- positif de commande K1 ou le dispositif de commande K2 qui est mis en action.
K1 agit alors dans le sens d'une augmenta- tion de la grandeur de mesure, K2 dans le sens d'une diminu- tion. n cas de mise hors circuit périodique de la branche de mesure A B par le mécanisme de commande F, il ne se produi- ra aucun actionnement lorsque la grandeur de mesure est mise à la valeur nominale ; lorsque la grandeur de mesure est en- dessous de la valeur nominale il se produit une opération de commande dans le sens d'une augmentation, par l'actionnement du relais K1, et inversement il se produit une opération de command.e dans le sens de la diminution lorsqu'en cas de trop grande valeur, le dispositif de commande K est mis en action
2 au moyen de la porte de courant G .
2
Une autre augmentation de la sensibilité de ce dis- positif peut être obtenue par le fait qu'entre les bornes de la bobine de selfinducticn où la tension arrive et la grille de la porte de courant,où elle doit être actionnée, on inter- cale encore un tube emplificateur L suivant la fig. 6. L'im- pulsion de tension à la bobine apparaîtalors à la résistance d'anode M du tube amplificateur en une amplification appro- priée et peut ainsi déclencher d'autant plus sûrement l'effet de commande desiré (ou en cas de plus petit courant dans la branche de mesure A B) .Il va de soi que l'emploi d'une am-
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plification à plusieurs étages entre la bobine et la porte de courant rentre dans le cadre également de la présente invention.
Pour empêcher le fonctionnement des deux portes de courant, qui pourr-ait se produire lorsque la tension se présentant dans la bobine a une allure périodique dans le temps, ce qui est normalement le cas, on peut employer suivant la présente invention deux moyens.
Suivant la fig. 7a on monte en parallèle sur les bornes de la bobine une résistance N par laquelle le circuit oscillant formé par la bobine et la capacité propre est amorti au point qu'il ne se produit plus de processus périodique.
Une autre possibilité consiste, suivant la fig.' 7b, à rendre dépendante de son courant d'anode la tension préalable de grille des deux portes de courant, au moyen d'une résistance de cathode 0. Si alors l'une des portes de courant est allumée par la première demi-onde de la surtension, la tension de grille de l'autre est reportée dans le négatif au point que la seconde demi-onde de polarité inverse ne peut plus provoquer à l'autre porte de courant aucun allumage.
L'effaçage ou l'achèvement de l'opération de commande peut se faire des manières les plus diverses. Dans le sens de la présente invention, on préfère une interruption du circuit d'anode des portés de courant par un second contact accouplé mécaniquement ou électriquement à l'interrupteur dans le circuit d'anode et qui fonctionne avec un retardement dans le temps par rapport au contact de l'interrupteur. pendant la différence de temps entre le fonctionnement des deux contacts, l'effet de commande se produit.
Dans le cas d'un réglage de température on apporte pendant ce temps au moyen d'une résistance de chauffage une quantité de chaleur déterminée appropriée à l'application; dans le cas d'un réglage de quantités, on fait avancer, au moyen de l'impulsion de courant, d'un cran, un mécanisme à avancement progressif et de ce fait on
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augmente ou on diminue la section d'écoule:ment d'une grandeur appropriéesl'application. Dans le cas d'un réglage de lumière on met en circuit ou hors circuit par le même processus un éclairage supplémentaire qui se maintient en circuit ou hors circuit après la disparition de l'impulsion de courant de commande.
Si l'essai suivant de l'état de la grandeur de mesure par une nouvelle interruption du circuitde mesure A @ montre que la grandeur de mesure s'écarte encore dans le même sens de la valeur nominale, il se produit par un nouvel actionnement du circuit d'anode de la même porte de courant un autre apportde chaleur, un nouvel avancement d'un cran du mécanisme à avancement progressif ou l'adjonction d'un nouvel éclairage supplémentaire. S'il se fait au contraire que la grandeur de mesure s'écarte dela valeur nominale de moins que le montant de la tolérance, il ne se produit aucun actionnement et par conséquent aucune variation de la valeur de la grandeur de mesure.
Si, au contraire, le réglage a conduit à une commande excessive, lors de 1'actionnement de l'interrupteur dans le circuit de zéro, l'autre porte de courant est allumée et par conséquent un dispositif de réglage agissant dans l'autre sens est mis en action. Lors du réglage de la température, l'ensemble du chauffage ou une partie de celui-ci est mis hors d'action pendant un temps court.
Dans le cas du réglage de quantités, le mécanisme à avancement progressif esramené en arrière d'un cran ; dans le cas du réglage de la lumière une partie de l'éclairage est mise hors d'action ou bien l'éclairage supplémentaire intercalé lors de l'autre sens du réglage est hors cirduit . L'interruption du circuit d'anode peut, suivant ].la présente invention, se faire également par un commutateur actionné par le fonction- nement de l'organe de commande. On peut renoncer à un contact d'interrupteur spécial dans le circuit d'anode des portes de courant lorsqu'on choisit comme tension d'anode pour les portes de courant une tension alternative, car alors il
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se produit automatiquement au passage par zéro une extinction de l'impulsion de courant.
Il rentre également dans le cadre de la présente invention d'approprier le procédé aux conditions de fonctionnement les plus diverses par le fait que plusieurs portes de courant, ayant une tension préalable de grille d'élévation différente, sont montées en parallèle, de sorte que, suivant la grandeur de l'écart de la grandeur de mesure par rapport à la valeur nominale, on produit un rappel de rapidité différente à la valeur nominale. La fig. 8 montre par exemple schématiquement un réglage de ce genbe à trois étages. On a prévu ici pour un sens de courant trois portes de courant G1 ,G2, G3 dont les tensions de grille sont choisies de telle façon que G1 s'allume déjà pour de petits écarts par rapport à la valeur nominale, G2 pour des écarts plus grands et G3 pour des écarts tout-à-fait grands.
En conséquence, dans le cas d'un seul fonctionnement du relais d'actionnement K1, on produit seulement une pe¯tite impulsion de commande (petite puissance de chauffe, petit nombre d'avancements du mécanisme à avancement progressif, petites sources de lumière supplémen- tairas); en cas d'actionnement simultané de K1 et de K2 il se produit par G1 et par G2 des impulsions d'autant plus grandes. Une multiplication correspondante des tubes de commande pour l'autre sens de réglage est possible de la même manière.
Pour pouvoir effectuer un réglage des grandeurs de mesure à la valeur désirée, en fonctionnement, il est avantageux deprévoir les dispositifs supplémentaires suivants.
Par la mise en connexion dans la branche de comparaison de l'instrument de mesure normalement intercalé dans la branche de mesure (force électromotrice de compensation ou courant d'aspiration), on peut régler à volonté la valeur nominale pour laquelle le dispositif doit fonctionner, sans que pour cela l'acquisition d'autres Instruments soit nécessaire.
N'importe quel instrument normal convient dans ce but vu que
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des interventions spéciales dans l'instrument sont superflue% en cas @ d'emploi du procédé suivant l'invention.
Le réglage de la portes de tolérance et l'adaptation du ;non- tage aux diverses caractéristiques d'allumage de portes de courant usuelles dans le commerce peuvent s'obtenir par le fait que les tensions de grille des différentes portes de courant sont rendues réglables par l'intermédiaire de diviseurs de tension connus en eux-mêmes et que par l'essai de la valeur d'allumage et le déplacement de la valeur d'allumage d'une valeur de tension mesurable à un instrument ou lisible au diviseur de tension, les portées de tolérance sont ré- glées. Ce réglage pourrait aussi se faire de la même manière par variation de la tension d'anode des portes de courant.
Une variation de la portée de tolérance peut se faire également par l'adjonction de résistances d'amortissement ou de condensateurs à la bobine d'action- nement D dans le circuit de mesure. En cas d'emploi d'un tube amplificateur, la portée de tolérance peut également être produite par variation de l'amplification de ce tube par des moyens quelconques.
Revendications.
I/ Procédé pour la commande et le réglage de grandeurs de me- sure une valeur nominale au moyen des plus petites puissances de commande, dans lequel la grandeur de mesure est comparée suivant un procédé de zéro à une grandeur de comparaison, caractérisé en ce que la puissance de commande est emmagasinée dans un accumulateur d'énergie et est déchargée brusquement, à des intervalles de temps, dans le circuit d'actionnement proprement dit.