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.PROCEDE ET' MOYENS POUR LA COMMANDE
OU LA REGULATION AUTOMATIQUE DE LA TEMPERATURE D'ENCEINTES OU DE FOURS
La présente invention concerne des procédé: et moyens pour la commande ou la régulation automatique de la tempe rature d'encein- tes ou,de fours, contenant notamment mais non exclusivement des ap- pareils radioélectriques.
Elle a plus particulièrement pour objet de prévoir un pro- cédé et des moyens pour commander le chauffage d'une enceinte ther- 'mostatique à haute stabilité.en fonction simultanément des varia- tions de la température intérieure 'à l'enceinte et des variations de'la température. ambiante, ainsi que les variations ,de la puissance dissipée à l'intérieur du four,.dans le cas où l'on ne maintient pas en permanence sous tension 1''appareillage contenu dans l'enceinte.
Selon certaines''de ses caractéristiques, l'invention pré- voit un procédé de réglage de la puissance moyenne de,chauffage pour une enceinte thermostatique consistant modifier la polarisation moyenne d'un relais éleot'rique ou électronique statique, tel que tube
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à décharge ou inductance à saturation, ou combinaison des deux, au moyen d'une part d'un dispositif sensible aux variations de tempé- rature ambiante, par exemple un thermomètre à contacts multiples ou un pont d'éléments à caractéristiques variables en fonction de la température,'.et d'autre part d'un dispositif analogue placé à l'intérieur de l'enceinte, donc sensible aux variations de la tem- pérature à stabiliser.
Le dit relais statique alimente, directement ou avec l'amplification convenable, l'équipement, de chauffage ther- mostatique de l'enceinte.
L'invention' sera exposée en détail dans la description suivante de deux exemples de réalisation respectivement représentés ,de façon schématique sur les figuresl et 2 des dessins annexés :
Se référant à le figure 1, un four à haute stabilité 1 est muni d'une'résistance chauffante'2 et d'un dispositif de contr8- le discontinu de sa température, indiqué sous la forme d'un therno- mètre contacts 3.
Le courant de chauffage de la résistance 2 provient de la source alternative 6 et traverse l'enroulement 7 d'une self- inductance à saturation 5 au' moyen de 'laquelle ce courant est con- tr8ié, l'enroulement de saturation 8 de cette inductance étant in- séré dans le circuit anodique du tube à décharge 4.
Si l'on désire réduire les phénomènes d'induction para- site, un redresseur (non représenté)'peut être interposé entre la self-inductance.5 et la résistance de chauffage 2.
Dans ces conditions, une variation du courant continu qui parcourt l'enroulement 8 provoque une variation de l'état de saturation du noyàu de fer de l'inductance 5 et,,par conséquent, une variation de l'impédance présentée par L'enroulement 7 au cou- rant alternatif provenant de la source 6.
Le courant anodique du tube 4 est lui-même contrôlé par le potentiel'd'une grille de'commande 9 dont la polarisation est' modifiée à la fois en fonction des variations de la température de l'enceinte et de ..la température ambiante.. '
Le potentiel initial de la grille de commande 9, déter- minant la puissance moyenne de chauffage qui correspond à la
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température'du. milieu de la plage des variations de la température ambiante, par exemple 20 0.'pour une plage de 5 à 35 0, est réglé au moyen-'du potentiomètre 10.
Ce potentiomètre 10 est alimenté par un diviseur de tension 13-14 branché aux-bornes de la source de polarisation 15. Ce divi- seur est composé .d'une résistance fixe 13 et d'une résistance frac- tionnée 14 dont la valeur est déterminée en fonction de la tempéra- ture ambiante par court-circuit de portions successives au moyen . du thermomètre 'à oontaots 12.
Plus la température ambiante s'élève, plus la résistance 14 diminue et abaisse le potentiel de là grille 9 vers celui de la'mas- se reliée au pale négatif de la source de polarisation 15. Il en résulte une diminution du courant anodique'et, pair- suite, une baisse du courant de chauffage dans la résistance 2,
La valeur du courant de chauffage ainsi déterminée est ré- 'glée de façon à être légèrement supérieure à la puissance moyenne nécessaire au maintine de-l'équilibre thermique à la température désirée dans le four. Lorsque cette température est atteinte,, le thermomètre sensible 3 fait baisser la tension de la grille 9 en mettant une extrémité du potentiomètre 11 à la masse, l'autre ex- trémité étant reliée au curseur du potentiomètre 10.
Le potentiomètre 11 permet de régler l'amplitude de cette nouvelle baisse de polarisation et, par conséquent, de puissance, a- fin de donner à cette dernière une valeur légèrement inférieure à la puissance moyenne d'équilibre.
Une autre disposition du circuit de commande consiste à fai- re agir les deux thermomètres 12 et 3 sur les polarisations ,de deux grilles distinctes du tube 4 ou sur deux tubes indépendants dont les actions se superposent pour contrôler la puis sance de chauffage.
D'une autre manière encore, lorsque la puissance de chauffage est faible, de l'ordre de quelques watts, le chauffage variable pour- ra être obtenu directement par le courant anodique du tube 4, sans l'intermédiaire de- la sélf-induotance à saturation.'
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La figure 2 représente une variante de la figure 1,, dans laquelle la compensation automatique du thermostat est effectuée par un pont de résistances au lieu d'un thermomètre à contacts mul- tiples. Dans cette figure les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références numériques.
La variation du potentiel de la grille de commande 9 autour de sa valeur moyenne, donnée par le curseur du potentiomètre 10, est commandée par le thermomètre 3 placé dans le our ou encein- te 1. Tant que la température désirée'n'est pas atteinte à l'inté- rieur du four, la puissance reste légèrement supérieure à celle né- cessaire pour l'équilibre. Dès que la température désirée est at- teinte, le thermomètre ferme son contact qui applique un court- oirouit sur le potentiomètre 11, provoquant ainsi une baisse de potentiel de la grille 9 et, par suite, une baisse de courant anodi- que entraînant une réduction'du courant de chauffage à une valeur inférieure à celle de l'équilibre.
La tension de polarisation initiale du tube 4 est fournie d'une part au moyen de la résistance de polarisation auto- matique 16, et d'autre part au moyen de la batterie 15. La puissan- ce moyenne de chauffage est modifiée en fonction des variations de la température ambiante, en modifiant la tension moyenne de la grille 9. cet effet, entre le curseur du potentiomètre 10 et la grille 9, est insérée une résistance à prise médiane 17 qui, pour des températures différentes de la température ambiante moyehne,est le siège, entre ses deux extrémités, d'une tension fonction de la température du pont 18-19.
Les deux éléments 18 de ce pont sont par exemple cons- titués par des résistances en nickel et les deux éléments 19 par des résistances en oonstantan ou des lampes à filament de carbone, ou autres dispositifs dont le coefficient résistance/température n'est pas constant.
Aux-bornes de ce pont, il apparaît par suite une tension
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de déséquilibre qui est élevée par le transformateur 20 pour l'appliquer à un comparateur de phases permettant de, différencier le sens du déséquilibre par comparaison avec une tension en phase ou en opposition avec celle qui alimente-le pont 18-19 (abstraction faite du déphasage produit par le transformateur 20). Ce,comparateur de phases,:bien que pouvant être réalisé de diverses manières bien connues, est représenté sur la figure 2, sous la forme simple de deux redresseurs 21 associés à la résistance à prise médiane 17.
' Ce pont 18-19 sensible à la température;et le comparateur de phases 21-17 sont alimentés' à partir de la source alternative 6 par les deux enroulements secondaires du transformateur 24, Lorsqu'. une des tensions'secondaires apparaît seule, le pont 18-19 était équilibré, les deux éléments du redresseur'étant en opposition, les tensions redressées dans les deux moitiés de la résistance 17 sont en opposition et leur somme' est-nulle.
' Si les deux tensions alternatives apparaissent simultané- ment, les tensions s'ajoutent dans une 'moitié de la résistance 17 et se retranchent dans l'autre moitié, le sens dépendant de la phase respective des tensions alternatives, donc du sens de déséquilibre. ' Il en résulte aux bornes de',la résistance 17 une tension dont le ' sens et l'amplitude'sont fonctions de le température ambiante.
-Les, composantes alternatives résiduelles sont filtr'ées par exemple par les 'résistances 22 et le condensateur 23.
Dans les deux réalisations qui viennent d'être -décrites, il est évidemment possible' de remplacer le thermomètre contenu dans le four ou enceinte1 par un pont sensible pour lequel ést prévu un amplificateur à courant alternatif afin d'accroître sa sensibilité.
Lorsque le four ou.enceinte 1 contient un appareillage dont l'équilibre thermique est rompu lors de la mise en route et de l'ar -rêt, par exemple un oscillateur radioélectrique, il est également prévu de disposer éventuellement un relais, actionné par le courant de chauffage des lampes ou la -source d'alimentation de l'appareillage intérieur au four, dont un contact provoquera une modification con- , venable de la. polarisation du tube de commande 4 ou de la self-
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inductance 5.
Ce relais peut d'une autre manière 'être prévu, non dans l'alimentation de l'appareillage intérieur au four, mais dans un circuit de chauffage de résistances de dissipation équivalentes à celles de l'appareillage et protégées contre toute interaction avec le dit appareillage.