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La présente invention est relative à des perfectionnements appor- tés aux intégrateurs et contrôleurs électroniques.
Les contrôleurs de cette invention sont destinés principalement à la comman- de automatique de variables physiques telles qu'une température, une pression, une vitesse d'écoulement d'un fluide, et analogues.
Dans un modèle récent, on utilise un intégrateur dans lequel la tension à travers le condensateur d'un circuit résistance-condensateur d'in- tégration est prise à des moyens d'amplification, une partie de l'énergie de sortie de tels moyens d'amplification étant délivrée en retour, à travers une connexion à contre-réaction de fort isolement, au circuit résistance- condensateur pour donner une tension compensatrice équilibrant la contre- tension du condensateur. Bien que ce modèle élimine certaines des difficul- tés précédemment mentionnées, d'autres difficultés sont inhérentes à la réalisation de la connexion à contre-réaction de fort isolement.
L'un des objets principaux de la présente invention est par suite la réaction d'un contrôleur nouveau ou perfectionné dans lequel les incon- vénients décrits ci-avant sont minimisés ou réduits et il en résulte par conséquent qu'un autre objet de l'invention est de réaliser un circuit in- tégrateur perfectionnéo
Selon la présente invention on réalise un contrôleur électronique comprenant des moyens pour développer une erreur électrique constituant un signal d'erreur qui dépend en signe et en valeur de la différence entre les valeurs réelle et désirée d'une quantité physique,
ledit contrôleur étant caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'un amplificateur dont l'un des étages au moins amplifie un courant continu et actionne une unité de régla- ge pour ladite quantité physique et d'au moins un élément résistance-capa- cité à action intégrale qui est influencé par la contre-réaction commandée par l'unité de réglage et qui à son tour influence l'étage ou l'un des éta- ges de l'amplificateur, amplifiant le courant continuo
Dans les conditions normales il est extrêmement désirable d'utili- ser des contrôleurs connus sous le nom de contrôleurs "trois termes" ou "P.I.D.". Pour l'action de ces contrôleurs on peut dériver l'équation dif- férentielle générale suivante:
y(t) = r x (t) + r- xw (t)odt + r1x'w(t)
Dans les conditions normales et lorsqu'on utilise un contrôleur du type général visé par l'invention, un transducteur est nécessaire en vue de transformer la variable physique en une quantité électrique et il va de soi que le choix du transducteur dépend da la variable physique précise qui doit être commandée.
La valeur électrique est ensuite comparée avec une au- tre valeur électrique qui correspond à la valeur désirée de la variable phy- sique pour produire le signal d'erreur. Il doit être noté, cependant, qu'il n'est pas nécessaire de dériver une valeur électrique au moyen d'un trans- ducteur avant comparaison avec la valeur désirée et il doit être, par suite, signalé que la variable physique peut être comparée directement avec la valeur désirée afin d'obtenir le signal d'erreur qui peut être ensuite transformé en un signal d'erreur électrique.
Une caractéristique importante du contrôleur selon l'invention réside dans le fait que le condensateur dans le circuit intégrateur résis- tance-capacité est chargé d'une manière unidirectionnelle, de sorte que lors d'un manque d'alimentation (lorsque le condensateur se décharge à travers la résistance ou une autre partie du circuit) la perte de charge du condensa- teur oblige l'erreur apparente formée, lorsque l'alimentation est rétablie,
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à être dans une direction connue, de sorte que l'unité de réglage travaille aussi dans une direction connue.
Ceci est très important car si le condensa- teur peut avoir des charges de l'un ou l'autre signe imprimées sur ses pla- ques, lors de la décharge due à un manque d'alimentation, l'erreur apparente ne peut pas être prévue et par conséquent le mouvement résultant de l'unité de réglage peut être dans l'une ou l'autre direction. Cette charge unidirec- tionnelle du condensateur a pour autre avantage qu'on peut utiliser des condensateurs électrolytiques pour cette portion du circuit et comme on le sait de tels condensateurs sont relativement meilleur marché que ceux du type non-électrolytique. Il doit être entendu que le terme "unidirection- nelle " tel qu'il est utilisé pour la charge du condensateur englobe égale- ment une charge asymétrique.
La contre-réaction est en général effectuée dans l'un des der- niers étages d'amplification car cela rend possible l'utilisation de ten- sions relativement élevées et ceci permet une disposition économique du contrôleur. L'utilisation de tension relativement élevées est nécessaire pour maintenir le point de zéro et aussi faibles que possible les erreurs d'ampli- fication.. Les contrôleurs existant utilisent des tensions d'environ 1 volt pour la contre-réaction, tandis que le contrôleur décrit travaille avec des tensions supérieures à 3 volts et des tensions de contre-réaction de 24 volts sont particulièrement économiques et permettent l'utilisation de câbles faiblement isolés dans le circuit de commande du moteur.
Afin qu'il soit plus facile de comprendre l'invention certaines de ses formes d'exécution sont décrites ci-après en regard des dessins an- nexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma de circuit montrant un contrôleur pro- portionnel et intégral.
La figure 2 illustre une variante d'une partie du circuit de la figure 1 pour obtenir une commande de forme différente et une action dérivée.
La figure 3 est une vue d'une autre variante de réalisation du circuit de la figure 1.
La figure 4 est une variante du circuit de la figure 3 domant lieu à une action limite.
La figure 5 illustre une autre modification d'une partie du circuit de la figure 1, cette variante étant destinée à être utilisée dans le cas où l'unité de réglage n'est pas variable d'une manière infinie dans son positionnement.
Les figures 6 et 7 montrent d'autres réalisations.
Etant donné que la plupart des formes d'exécution sont basées sur celle illustrée à la figure 1, mais comportent certaines modifications, chaque fois que cela a été possible les mêmes parties ont été désignées sur tous les dessins par les mêmes chiffres de référence.
Dans la majorité des figures le circuit complet du contrôleur est divisé en sections dans lesquelles les diverses fonctions sont les suivantes: la section "A" concerne un détecteur ou un transducteur et comprend normalement un montage en pont.
La section "B" concerne un amplificateur et un discriminateur de phase.
La section "C" est la portion d'intégration du circuit et le cir- cuit de commande pour l'unité de réglage.
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La figure 1 va être maintenant décrite en détail.
SECTION "A".
La résistance 1 est un thermomètre à résistance utilisé pour dé- tecter la température et elle est incluse dans un réseau de résistances en pont 2, 3, 4 et 5. La résistance variable 5 permet le réglage à la valeur de réglage désirée.
Le réseau en pont est énergisé avec une tension alternative à par- tir d'un enroulement 6 du transformateur de réseau 7. La tension due à tout manque d'équilibre du pont est appliquée par l'intermédiaire d'un condensateur 8 à la grille d'une moitié d'une double triode thermionique 9.
SECTION "B".
Le courant d'anode pour la lampe 9 est dérivé d'un enroulement 10 du transformateur de réseau 7, est redressé par un redresseur à une alter- nance 11 et filtré par un condensateur électrolytique 12. Cette tension d' anode est appliquée à la seconde anode de la lampe 9 par l'intermédiaire d' une résistance de chute 13 et à la première anode par l'intermédiaire des résistances 14 et 15 et d'un condensateur électrolytique de découplage 16.
Une tension de polarisation de la grille est produite pour la lampe à tra- vers une résistance de cathode 17 qui est shuntée par un condensateur élec- trolytique 18.
Le signal de courant alternatif qui est appliqué à la grille de la première moitié de la lampe 9 est amplifié et délivré à la grille de la se- conde moitié de cette lampe par l'intermédiaire d'un condensateur 19 et d' un potentiomètre 20. Ce potentiomètre 20 est utilisé pour commander l'ampli- fication et est utilisé pour le réglage de la bande proportionnelle du con- trôleur.
A travers la seconde moitié de la lampe 9 le signal de courant alternatif est délivré par l'intermédiaire d'un condensateur 21 et d'une résistance 22 aux deux grilles d'une double triode 23. Cette lampe est utilisée comme dis- oriminateur de phase, les deux anodes étant alimentées directement avec des tensions alternatives décalées de 1800 et cela à partir des enroulements 24, 25 du transformateur de réseau 7. Ces enroulements 24, 25 sont connectés, par l'intermédiaire de deux résistances 26 et 27, respectivement, et ensuite d'une résistance 28 et d'un potentiomètre'29 aux deux cathodes de la lampe 23.
Lorsqu'il n'y a aucun signal de courant alternatif sur les grilles de cette lampe, le potentiomètre 29 est réglé de façon que les deux triodes aient des courants d'anode similaires et; par suite, il n'apparaît aucune tension stationnaire à travers les extrémités extérieures des résistances 26 et 27, étant donné que les tensions dans ces deux résistances sont égales et opposées; les tensions sont filtrées par deux condensateurs électrolytiques 30 et 31, respectivemento
La phase de la tension appliquée aux grilles de la lampe 23 dépend de ce que la résistance 1 est plus grande ou plus petite que la somme des résistances 4 et 5.
Par la connexion appropriée de l'enroulement 6 au réseau en pont, la tension peut être produite à travers les résistances 26 et 27, de sorte que l'extrémité supérieure est positive lorsque la température con- trôlée est élevée . Lorsque l'extrémité supérieure des résistances 26 et 27 est négative la température contrôlée est inférieure à la valeur désirée.
Ce signal produit à travers les résistances 26 et 27 est proportionnel à la déviation de la température à partir de la valeur désirée pour tout réglage donné du potentiomètre 200 Lorsqu'il n'y a aucune déviation la somme des tensions à travers ces deux ré- sistances est nulle.
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SECTION "C"
La section "C" reçoit le signal proportionnel de la section "B".
Un relai polarisé 33 a un courant nominal de 5mA à travers chacun des deux enroulements 34 et 35 et lorsque ces deux courants sont égaux le contact mobile 32 est dans la position centrale. Si le courant à travers la bobine 34 augmente, le contact central 32 se place sur un contact 36, tandis que si le courant diminue le contact central 32 se place sur un contact 37. Ces deux contacts 36 et 37 énergisent les deux enroulements du stator d'un moteur à induction 38 à enroulement séparé des phases à travers un enroulement 58 sur le transformateur 7, de sorte que ce moteur tourne soit dans le sens des aiguilles d'une montre, soit dans le sens contraire. Ce moteur 38 est connecté par un grand engrenage réducteur 39 à l'unité de réglage.
L'engrenage réducteur 39 entraîne non seulement l'unité de régla- ge, mais aussi le balai d'un potentiomètre 40. Un redresseur en pont 41 est énergisé à partir d'un enroulement 42 à courant alternatif du transformateur de réseau 7 et le courant continu qui en résulte est filtré par un condensa- teur 43. Cette tension continue alimente l'anode d'une pentode 44 par l'in- termédiaire de l'enroulement 34 d'un relais polarisé 33.Le redresseur four- nit également du courant à un stabilisateur de tension 46 par l'intermédiai- re d'une résistance de chute 45. Cette tension constante est appliquée à la grille-écran de la pentode 44.
Le stabilisateur 46 fournit également un courant sensiblement constant à travers l'enroulement 35 du relais polarisé 33, une résistance de chute 47, le potentiomètre de contre-réaction 40, une résistance de chute 48, et des résistances 49 et 50 pour la polarisation de la grille, La grille-écran de la pentode 44 est alimentée avec une tension stabilisée, de sorte que des fluctuations soudaines dans la tension du ré- seau ne produit pas des " à-coups Il dans le courant d'anode qui passe à tra- vers l'enroulement 34 du relais polarisé 33.
Lorsqu'il n'y a pas de déviation d'erreur, c'est-à-dire lorsque la tension est nulle entre les extrémités des résistances 26 et 27, le cou- rant à travers la pentode 44 est de 5mA et équilibre le relais 33, de sorte que le moteur de réglage.38 est immobile.
La résistance 49 est réglable pour équilibrer le relais polarisé 33, lorsqu'il n'y a pas de déviation.
Lorsqu'il y a une déviation d'erreur, c'est-à-dire lorsqu'il existe une différence entre la valeur de la température réelle et la valeur de la température désirée, une tension proportionnelle apparaît à travers les ré- sistances 26 et 27 qui dépend du réglage du potentiomètre 20 à bande propor- tionnelle . Cette tension d'erreur proportionnelle tombe immédiatement à travers les résistances 53 , 54, 55 et 56. Comme les résistances 54 et 55 sont égales et que les deux résistances 53 et 56 sont réglables ensemble de manière à avoir toujours une portion active égale, la moitié de la tension d'erreur proportionnelle apparaît à travers les résistances 53 et 54 pour modifier la tension de grille de la pentode 44, ce qui modifie le courant à travers l'enroulement 34 et établit l'un des contacts du relais 33.
Ceci a son tour fait démarrer le moteur de l'unité de réglage qui déplace le balai du potentiomètre 40, de sorte que la tension à travers la partie ac- tive de ce potentiomètre tend à équilibrer la tension produite à travers les résistances 53 et 54. Au fur et à mesure que ce balai se déplace il dé- règle l'équilibre entre les tensions du condensateur 52 et la tension à tra- vers la résistance 48 et le potentiomètre 40, de sorte qu'une tension supplé- mentaire est ajoutée à la tension d'erreur proportionnelle qui apparaît à travers les résistances 26 et 27,
et le balai continue à se déplacer en rai- son de l'action proportionnelle jusqu'à ce que la tension à travers la résis-
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tance 48 et la partie active du potentiomètre 40 équilibre la tension à travers le condensateur 52 plus la tension à travers les résistances 55 et 56.
Il est à remarquer que lorsque ce point est atteint la valeur de la tension additionnelle appliquée au potentiomère 40 est exactement similaire à la tension de déviation initiale appliquée à travers les résistances 26 et 27 et aussi que la somme des tensions à travers les résistances 55 et 56 est égale à cette valeuro
Etant donné le courant dans les résistances 53, 54, 55 et 56 qui produit dans celles-ci une tension, la charge sur le condensateur 52 est modifiée lentement ; l'équilibre de tension est à nouveau renversé sur la grille de la lampe 44 obligeant le relais 33 à fermer le contact commandant le moteur 38 et entraîne lentement le potentiomètre 40 pour maintenir l'é- quilibreo Cette action lente due à la charge du condensateur et l'action intégrale et sa vitesse est modifiée par le réglage des résistances 53 et 56.
Au fur et à mesure que le moteur entraîne l'unité de réglage, la quantité de chaleur qui s'écoule dans l'immeuble ou l'espace est modifiée pour faire varier la température dans le sens voulu pour que le pont (section "A") soit à nouveau équilibré et cela en modifiant la résistance du thermomè- tre 1.
Une autre exécution de cette invention est représentée dans la fi- gure 2 dans laquelle le pont détecteur (section "A") et l'amplificateur (section "B") jusqu'aux résistances 26 et 27 comprises sont exactement simi- laires à la description qui précède et n'ont pas été représentéso
Dans cette construction l'unité de réglage est représentée sous la forme d'une soupape de commande 60 qui est actionnée par un diaphragme à air 61, qui reçoit son signal d'un relais d'air 62, la puissance étant dérivée d'une source d'air comprimé 63. Ce relais d'air 62 est actionné par de l'air provenant d'une buse 64 qui peut être couverte par un volet 650 Ce volet est monté pivotant autour du point 66 et comporte un ressort de commande 67 qui est actionné par l'intermédiaire d'un levier 68 à partir de la tige 69 de ladite soupape 60.
Ce levier 68 est disposé d'une manière telle qu'il don- ne une contre-réaction négative à partir de la soupape, par exemple si le volet 65 est éloigné de la buse 64, la délivrance d'air au diaphragme 61 de la soupape est modifiée ce qui oblige la tige 69 à se mouvoir et ce mou- vement est transmis par le levier 68 au ressort 67 dans un sens tel qu'il restaure la position du volet 65 en tendant à déplacer celui-ci pour le rapprocher de la buse 64. Sur l'extrémité inférieure du volet 65 est montée une bobine mobile 70 qui est associée avec le flux d'un aimant à enveloppe permanent 71.
Des courants différents dans la bobine mobile 70 donnent lieu à des forces différentes sur l'extrémité du volet 65 qui sont opposées par le couple provenant du ressort 67, en raison de la contre-réaction négative provenant de la soupapeo On réalise par conséquent un système dans lequel la position de la soupape 60 est proportionnelle au courant d'anode prove- nant d'une pentode 72 et s'écoulant à travers la bobine 700
La tension d'anode pour la lampe 72 est obtenue à partir d'un en- roulement 73 du transformateur de réseau 7, redressée par un redresseur à deux alternances 74 et filtrée par un condensateur 75.
Cette tension est appliquée à l'anode par la bobine 70 sur l'aimant 71 et est connectée en retour de la cathode par l'intermédiaire d'une résistance de cathode 760 Le redresseur 74 fournit aussi une tension à un tube stabilisateur 78 par l' intermédiaire d'une résistance 77. Cette tension stabilisée est reliée di- rectement à la grille-écran de la lampe 72 selon une disposition analogue à celle décrite précédemment. Cette tension stabilisée débite également un
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courant à travers la résistance 79 et la résistance 76, le courant à tra- vers la résistance 76 produisant une tension depolarisation supplémentaire négative sur la grille de la lampe 72.
Lorsqu'il n'y a pas d'erreur dans les résistances 26 et 27 la ten- sion appliquée à la grille de la lampe 72 est la somme de la charge sur un condensateur intégral 80 et de la tension à travers la résistance 76.
Cette tension à travers la résistance 76 est produite en raison du courant d'anode, du courant de la grille-écran, et du courant à travers la résistan- ce 79. Lorsqu'il n'y a pas d'erreur la charge sur le condensateur 80 atteint finalement la valeur de la tension à travers la résistance 81 et la partie active d'un potentiomètre 82, la tension à travers ces résistances étant déri- vée d'un enroulement 84 du transformateur de réseau 7 et redressée par un re- dresseur à une seule alternance 85. Cette tension charge le condensateur 80 par l'intermédiaire d'une résistance réglable 86 et d'une résistance fixe 87 qui sont utilisées en tant que réglage pour le temps intégral (vitesse de charge du condensateur 80).
Dans ce cas, il est nécessaire d'avoir une tension supplémentaire à travers la résistance 81, car le condensateur in- tégral 80 est du type polarisé et doit toujours recevoir une tension de même polarité.
Une .tension d'erreur à travers les résistances 26 et 27 due à une déviation de la température est divisée entre les résistances 88 et 89 se- lon la valeur de celles-ci. Dans ce cas particulier le rapport est de 10 à 1, la résistance 88 étant la résistance la plus forte. La partie de cette tension qui apparaît à travers la résistance 89 est appliquée directement en tant que tension à la grille de la lampe 72 et provoque un décalage direct dans le courant d'anode par l'intermédiaire de la bobine 70 et provoque un changement rapide dans la position de la soupape 600 Ceci est l'organe proportionnel du contrôleur et ce changement est directe- ment proportionnel à la déviation.
La partie de l'erreur qui apparaît à travers la résistance 88 char- ge le condensateur 80, par l'intermédiaire des résistances 86 et 87, ce qui donne une lente alteration de la tension de grille et par suite du courant d'anode qui est proportionnel à l'intégrale de la déviation et actionne l'élément intégral du contrôleur. La tension à travers la résistance 88 char- ge aussi un condensateur 90 par l'intermédiaire de la partie active d'un po- tentiomètre 91. Le courant de charge de ce condensateur 90 provoque une chute de tension"à travers le potentiomètre 91 qui est ajoutée aux tensions de grille de la lampe 72 et cette tension est proportionnelle à la première dérivée de la déviation et actionne l'élément dérivé du contrôleur.
Avec ce type de circuit intégrateur on produit en général une non-linéarité due à la force électromotrice en retour de la charge sur le condensateur qui réduit le courant de charge suivant la courbe exponentielle usuelle. Cette difficulté est partiellement surmontée par le fait que la valeur de la résistance 88 est grande comparativement à celle de la résistan- ce 89, ce qui signifie que seule la première portion de la courbe exponen- tielle est utilisée étant donné que la valeur de la tension qui charge le condensateur est sensiblement plus grande que la tension réelle sous laquelle le condensateur est chargé.
En dépit du fait que le circuit travaille seule- ment au début de cette courbe, des non-linéarités en résultent encore et elles sont compensées par le mouvement du balai 92 sur le potentiomètre 82 sous l'action de la tige de soupape 69.Cette partie de l'appareil est dessi- née d'une manière telle que la tension additionnelle ajoutée au circuit de charge par le potentiomètre 82 est exactement proportionnelle au changement de tension du condensateur 80 qui produit un changement dans la position du balai 92. Ceci signifie que lorsque le condensateur 80 se charge, la valeur
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de la tension appliquée à partir du potentiomètre 82 est modifiée de manière correspondante.
Comme cette compensation est seulement d'un ordre secondaire en raison du rapport de 10 à 1 existant entre les résistances 88 et 89 il n'est pas généralement nécessaire de stabiliser le débit de la tension du potentiomètre 82.
La différence principale entre les circuits de la figure 1 et de la figure 2 est que dans la figure 1 l'énergie de sortie de la pentode 44 est toujours équilibrée à l'encontre du même courant lorsqu il n'y a pas de déviation, tandis que la pentode 72 de la figure 2 a un courant de sortie variable qui est déterminé par l'intégrale de la déviation et qui n'a pas, par conséquent, toujours la même valeur lorsqu?il n'y a pas de déviation.
Dans les contrôleurs décrits, il est possible de déterminer la polarité du signal d'erreur et la rotation du moteur 38 de façon que le condensateur 52 n'ait pas de charge lorsque l'unité de réglage est soit complètement ouverte, soit complètement ferméeo Il est, par conséquent, pos- sible en raison de l'action intégrale d'obtenir que la lampe s'ouvre ou se ferme lorsque l'alimentation du réseau est restaurée après un arrêto Cette caractéristique très importante est due au fait que le faisceau alimentant le condensateur 52 est agencé de manière à ne charger ce condensateur que dans une direction seulement. Pendant 1 arrêt du réseau le condensateur se décharge indépendamment de la position du balai sur le potentiomètre 40.
Lorsque le débit du réseau est restauré le courant de charge du condensateur met en marche le moteur dans la direction choisie dans l'installation.
L'effet de cette caractéristique est mieux décrit par un exemple.
Si, par exemple, l'un des contrôleurs précédemment décrits est utilisé pour contrôler la température du toit dans un four à sole, la température du toit devant être maintenue constante au voisinage de la température limite de danger, un manque d'alimentation du réseau laisse le servo-moteur action- nant la soupape à gaz dans sa position préalable, vraisemblablement au point de commande.
Le gaz continue à entrer dans le four à la vitesse prédéter- minée et la tèmpérature est maintenue constanteo Tous les contrôleurs décrits ont pour qualité commune que le condensateur intégral commence à se décharger pendant un tel manque d'alimentation du réseau, pour introduire une erreur apparente et, par le moyen décrit, il est maintenant possible d'être sur qu'après la restauration de l'alimentation du réseau le courant de charge du condensateur (en dépit de 1 absence d'une erreur) n'ouvre pas la soupape à gaz et par conséquent écarte le danger d'une surchauffe du toit.
Quelle qu'ait été la position du potentiomètre avant le manque d'alimentation, l' installation peut être agencée d'une manière telle que le courant de déchar- ge oblige la soupape à se fermer, et aucune déprédation ne peut être causée à l'installation contrôlée
L'une des caractéristiques qui sont communes à tous les contrô- leurs décrits réside dans l'usage d'un servo-mécanisme pour la correction ou la production de l'élément d'action intégrale, grâce à quoi l'erreur dans la boucle antérieure est obtenue à l'aide de moyens excluant des servo-mé- canismes, c'est-à-dire de moyens qui sont continus et ne comportent aucun jeu et hystérésis.
La figure 3 montre une variante de réalisation du contrôleur dé- crit en regard de la figure 1, la seule modification importante étant l'in- troduction d'un circuit limite inférieur qui limite la fermeture de l'unité de réglage lorsqu'une température autre que la température contrôlée, mais apparentée à cette dernière température doit être maintenue au-dessus d'une certaine valeur.
Des modifications ont été apportées dans le circuit de la figure 3 et ces modifications sont les suivantes
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Dans le circuit de mesure en pont (section "A") le réglage de la valeur désirée est réalisé à l'aide d'un potentiomètre à pointe 161, un autre potentiomètre 160 équilibré étant introduit dans le pont. Ûne résistance 162 est incluse dans l'alimentation du pont pour limiter le circuit de cou- rant le plus court et une cellule 164 est prévue pour déconnecter la ten- sion du pont pour l'opération de "trimming " du discriminateur de phase au moyen d'un potentiomètre 167.
La section "B", qui est la section amplificatrice, a été simpli- fiée par l'utilisation d'un transformateur de tension 163 à la place de la double triode 9. Ceci présente deux avantages principaux: premièrement, il est possible de lier l'un des côtés du pont mesureur à la ligne de terre du contrôleur en raison des propriétés d'isolement électrique du transfor- mateur, et deuxièmement on élimine l'alimentation HT supplémentaire et l' enroulement 10 sur le transformateur de réseau 7. L'action du discrimina- teur de phase 23 est la même dans les deux circuits. La résistance 166 est utilisée pour le réglage. La bande proportionnelle peut être réglée de di- verses manières qui, toutefois, ne sont pas représentées sur le dessin.
La sortie du tube discriminateur de phase 23 est reliée comme précédemment aux résistances 26 et 27, mais on prévoit en outre un potentiomètre régla- ble 1670 Au lieu d'utiliser ce potentiomètre, il est possible de s'en passer et d' utiliser pour le réglage du pont le potentiomètre 174 qui a déjà été men- tionné. L'élément proportionnel du contrôleur peut être réglé au moyen d'un potentiomètre relié en parallèle aux résistances 26 et 27. La sortie des triodes du discriminateur 23 passe aux résistances 26 et 27 comme pré- cédemment, mais dans ce cas le potentiomètre 167 est inclus et est utilisé pour équilibrer le circuit lorsque la cellule 164 est enlevée,,
Une section "D" supplémentaire a été ajoutée à la figure 3 et com- porte une commande limite inférieure.
Ceci sera traité séparément après qu' on aura décrit l'action du contrôleur, et pour le moment, il y a lieu de supposer que la borne 168 est reliée directement à la borne 1690 La chute de tension proportionnelle à travers les résistances 26,167 et 27 est appliquée à la grille de la pentode 44 par l'intermédiaire des résistances 54 et 53 comme dans la figure 1 et la résistance de contre-réaction 51 est montée en série avec la cathode. L'action du contrôleur est obtenue par la contre-réaction provenant du potentiomètre 40 par l'intermédiaire du conden- sateur 52 comme dans l'exemple précédent, une tension de courant continu étant maintenue à travers le potentiomètre 40 à partir d'un enroulement 57 du transformateur de réseau 7 et d'une unité de redressage et de filtra- ge 59.
La haute tension pour la pentode 44 provient d'un enroulement 170 du transformateur de réseau 7 et elle est redressée par la moitié de gauche d'une double triode 171 et filtrée par un condensateur électrolytique 172.
Le côté négatif de ce condensateur 172 est connecté à la cathode de la lampe 44 par l'intermédiaire de la résistance de cathode 51 et le côté positif est connecté à l'anode de la lampe 44 par l'intermédiaire d'une résistance de charge 173. Un ensemble diviseur de tension constitué par un potentio- mètre 174, les résistances 175, 176 et 51 est également connecté à travers cette alimentation. Le courant supplémentaire dû à cet ensemble diviseur de tension, par l'intermédiaire de la résistance de cathode 51, provoque une polarisation supplémentaire sur la grille de la lampe 44.
Une tension d'écran de la valeur appropriée est prise à la jonction des résistances 174 et 175, tandis qu'une autre alimentation entre les résistances 175 et 176 est prise à travers une très forte résistance 177 pour la commande limite inférieure qui sera décrite ci-après.
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La moitié droite de la double triode 171 est alimentée avec une tension de courant alternatif à partir d'un enroulement 178 et alimente deux relais de sortie 179 et 180 le circuit de cette lampe étant complété par une résistance de cathode 181 qui lui donne une certaine quantité de contre-réaction négative. La tension appliquée à la grille de cette triode est la différence entre la tension de la moitié supérieure du potentiomè- tre 174 et la chute à travers la résistance d'anode 173 de la pentode 44.
Ces tensions sont prévues telles que lorsque le courant augmente à travers la lampe 44 le courant continu augmente aussi dans la triode de droite de la lampe 1710On obtient ainsi une certaine quantité de tension de stabi- lisation car ceci est virtuellement un circuit en pont. Le courant à tra- vers les bobines de relais 179 et 180 est réglé de façon que lorsqu'il n'y a pas d'erreur de tension d'appliquée à la grille de la lampe 44, l'ar- mature est fermée sur le relais 179 et ouverte sur le relais 1800 Lors d'une augmentation de courant à partir de la lampe 171 le relais 180 se ferme, obligeant le moteur 38 à entraîner dans une direction le potentio- mètre de contre-réaction 40 et, avec une réduction de courant,
le relais 179 s'ouvre obligeant le moteur à tourner dans 1 autre direction. Un inter- verrouillage est obtenu en équipant le relais 179 de contacts supplémentai- res, de sorte que si les deux relais sont formés il n'est pas possible d' énergiser en même temps les deux stators du moteur.
L'objet de la commande limite inférieure D est mieux décrit en prenant pour exemple un système de chauffage dans lequel un espace est chauffé à l'aide d'air chaud provenant d'un tuyau d'alimentation. Dans ce type d'installation il peut être désirable de limiter le niveau le plus bas de la température de 1 air dans le tuyau d'alimentation, même si la température de l'espace doit s'élever au-dessus de la valeur désirée. En se reportant à la figure 3 l'élément 165 représente un organe détecteur de température (thermostat) logé dans le conduit d'air.
Lorsque cette tempé- rature est au-dessus de la limite inférieure, les contacts 182 sont fermés et court-circuitent les bornes 168 et 169 par 1 intermédiaire d'une résis- tance 183 relativement faible, qui enlève la charge d'un condensateur 184 et le circuit fonctionne comme on l'a déjà décrit. Lorsque la limite infé- rieure est approchée les contacts 182 s'ouvrent et les contacts,185 se fer- ment. Le condensateur 184 est alors chargé lentement par l'intermédiaire des résistances 177 et 186, la borne 168 devenant positive.
Une résistance 187 montée en parallèle avec le condensateur 184 limite la tension maximum sur ce contact et provoque aussi une décharge de celui-ci lorsque le thermostat est dans une position telle que ni les contacts 182, ni les contacts 185 sont fermés.
Cette édification lente de la tension à travers le condensateur 184 agit comme une tension d'erreur additionnelle dans une direction telle qu'elle augmente la chaleur au tuyau d'alimentation. Si cet effet est trop lent la température dans le tuyau d'alimentation tombe encore davantage, ce qui ferme les contacts 188 et court-circuite la résistance 186 pour augmenter le courant de charge. Quand la température dans le conduit augmente ce procédé est renversé, la charge étant enlevée du condensateur 184 première- ment par la résistance 187 et deuxièmement par la résistance 183. Si ces conditions persistent, la température oscille lentement au fur et à mesure que le condensateur 184 se charge et se décharge.
Il est possible en renversant la direction de l'erreur à travers les résistances 26, 167 et 27 et la connexion des relais 179 et 180 d'uti- liser ce circuit additionnel pour limiter une forte valeur de la température si on le désire.
La figure 4 illustre une réalisation de 1 invention analogue à celle de la figure 3 à l'exception que les sections "B" et "D" sont omiseso
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Ceci est possible en utilisant en tant qu'organe détecteur un thermistor à la place d'un thermomètre à résistance, le coefficient de température des thermistors étant approximativement douze fois plus grand. De même, en uti- lisant un thermistor d'une résistance ohmique plus grande que celle d'un thermomètre à fil de résistance il est possible, à partir du pont initial, d'atteindre des tensions qui sont toujours vingt fois plus grandes que les tensions que l'on peut obtenir à partir du pont à résistance décrit antérieu- rement pour le même changement de température et cela avec une unité qui est plus petite.
En se reportant à la figure 4, un thermisto 201 possède un coef- ficient de température négatif très fort. Dans ce cas, le pont est énergisé avec une tension de courant continu comme c'est le cas dans la figure 30 La tension qui apparaît à travers le pont principal entre les points 202 et 203 est comparable à la tension à travers les résistances 26 et 27 dans la réalisation précédenteo Lorsque le pont est équilibré la tension entre les deux points 202 et 203 est nulle. Cette tension augmente proportionnelle- ment à la déviation, la polarité dépendant du sens de la déviation.
Le restant du contrôleur agit comme cela a été décrit en regard de la figure 3, mais avec deux caractéristiques supplémentaires qui sont toutes deux commandées par des thermistors chauffés indirectement. La première caractéristique donne un décalage de la valeur désirée. qui est utilisée pour empêcher un blocage excessif du point de commande et la se- conde caractéristique est une commande limite inférieure par une méthode qui est une variante de celle décrite en regard de la section "D" de la figure 3.
Un circuit en pont supplémentaire constitué par un thermistor 220, un thermistor 221, une résistance 222 et une résistance 223 est incorporé pour donner un décalage de la valeur désirée, lorsque l'installation est mise en route. Ce circuit en pont est énergisé à partir d'un enroulement 224 sur le transformateur de réseau 7 dont la tension est redressée par un pont redresseur 225 et filtrée par un condensateur 226. Un enroulement de chauf- fage indépendant 227 chauffe le thermistor 221 et est énergisé à partir d' un enroulement 228 sur le transformateur de réseau 7 lorsque'on ferme un interrupteur 2290 Le but de la présence du thermistor 220 dans ce circuit en pont est de procurer une compensation de la température ambiante, lors- que l'enroulement 227 n'est pas énergisé, de sorte qu'aucune tension n'est introduite dans le circuit principal.
Lorsque l'installation démarre, il est usuel que l'unité de réglage aille jusqu'à la position d'ouverture totale jusqu'à ce que l'agent contrô- lé atteigne la valeur désirée et lorsque celle-ci est atteinte il commence à se fermer selon les fonctions du contrôleur jusqu'à ce qu'un état d'équili- bre soit atteint. Dans les installations avec une longue constante de temps, il se passe un long temps avant qu'un changement de la position de l'unité de réglage devienne effectif dans l'installation et la valeur désirée n'est pas atteinte sans des oscillations. Ceci est évité avec le présent modèle.
Le moteur de l'unité de réglage est du type polaire avec stators à lamelles, l'un des stators étant énergisé pour ouvrir l'unité de réglage et l'autre pour la fermer. Lorsque le moteur atteint l'extrémité de son trajet dans l'u- ne ou l'autre direction un interrupteur 237 est automatiquement ouvert dans l'alimentation du stator, ce qui provoque une rotation dans la direction voulue pour que le moteur ne soit pas surchargé.
L'interrupteur 229 qui est actionné lorsque le moteur 38 est dans sa position complètement ouverte interrompt le courant du réchauffeur 227 chauffant le thermistor 221. Ceci provoque le déséquilibre du pont secondai- re et abaisse le point de contrôle d'une quantité prédéterminée, de sorte
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que le contrôleur entre en action lorsque l'agent contrôlé atteint cette valeur désirée abaisséeo Lorsque l'action de contrôle démarre, l'interrup- teur 229 est ouvert et le thermistor 221 se refroidit lentement., la valeur désirée étant ramenée au niveau correct à une vitesse prédéterminée. Par ce moyen, on élimine un blocage excessif lorsque l'installation est mise sous contrôle.
Pour le contrôle de la limite inférieure, on utilise deux thermis- tors 230 et 231 qui sont chauffés indépendamment par des réchauffeurs 232 et 233, respectivement, la tension étant prise à un enroulement 228 du transformateur de réseau 7 et étant commutée par un thermostat bimétallique 234 qui est placé dans l'agent et dont on désire contrôler la température limite inférieure. Lorsque l'interrupteur 234 est fermé la valeur ohmique des deux thermistors est réduite et l'action du thermistor 230 est de mini- miser l'entrée d'erreur proportionnelle à la lampe 44 due au signal d'er- reur du pont primaire.
En même temps le thermistor 231 introduit un courant à travers une résistance 235 à partir de la même tension de courant continu qui est maintenue à travers le potentiomètre à contre-réaction 40, cette tension s'édifie lentement à travers la résistance 235 et ouvre l'unité de réglage d'une manière exactement similaire à la tension qui s'édifie lente- ment à travers la résistance 187 dans la section "D" de la figure 3,mais dans ce cas on obtient divers avantages additionnels, premièrement, que la vitesse n'a pas besoin d'être aussi.rapide que dans l'exemple précédent en raison du thermistor 230 et aussi que le circuit au thermostat 234 est indépendant du circuit de commande principal.
Le potentiomètre supplémentaire 236 est utilisé en tant que régleur de bande proportionnelle par atténuation des signaux de sortie du pont prin- cipal. Il va de soi qu'une disposition symétrique peut être utilisée pour commander la limite de température supérieure'.
Dans certains cas il est désirable que la fonction de commande soit représentée par une durée de temps plutôt que par la position réelle de l'unité de réglage. Pour cette méthode de contrôle l'unité de réglage oscille entre des positions complètement ouverte et complètement fermée à une fréquence moyenne prédéterminée et cette durée de temps pendant laquel- le l'unité est ouverte pendant le cycle est commandée par les fonctions du contrôleur.
Afin que ce type de fonctionnement puisse être facilement compris la figure 5 montre le circuit d'un tel schémao Les deux premières sections de ce contrôleur sont exactement similaires aux sections "A" et "B" de la figure 1 et ne sont pas représentées, la section "C" étant similaire à la section "C" de la figure 3, à l'exception que le courant de sortie de la moitié droite de la double triode 171 passe seulement à travers un simple relais 260. Les contacts 261 de relais mettent en circuit .ou hors circuit l'unité de réglage et la contre-réaction est branchée par les contact 262 au lieu d'être obtenue par le potentiomètre variable 40.
La durée du cycle du branchement est réglée par un condensateur 263 et une résistance 264 qui sont ajoutés au circuit à contre-réaction.
Le condensateur 52 et les résistances 53 et 54 ont exactement les mêmes fonctions que précédemment. Lorsque les contacts 262 mettent en circuit un redresseur 265 le condensateur 263 augmente sa charge et provoque la tension à travers les résistances 53 et 54 qui branchent le relais de sortie 267 à travers la pentode 44, de sorte que le contact inférieur de l'interrupteur 262 est fermé et que le condensateur 263 est déchargé graduellement. Ce cycle d'évènements continue en donnant la même durée de mise en circuit et de mise hors circuit si le condensateur 52 a une charge équivalente à la moitié
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5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 de la tension à partir du redresseur 265.
Si une erreur se produit à travers les résistances 26 et 27 une polarisation additionnelle est ajoutée au circuit obligeant les contacts à s'ouvrir ou à se fermer pendant une durée plus longue et la charge du condensateur 52 s'intègre lentement annulant tout décalage. Dans le cas d'une panne du réseau le contrôleur altère la valeur physique contrôlée dans un sens choisi au préalable.
Le circuit de la figure 6 montre le circuit en pont de la figure 4 comportant le thermistor 201. L'énergie de sortie de ce pont est délivrée, par l'intermédiaire des résistances 53, 54, 55 et 56 disposées comme dans la figure 1, à la lampe 44 dont l'énergie de sortie passe à la lampe 171, comme dans la figure 3, et actionne ainsi le moteur 38 par l'intermédiaire des relais 179 et 180.
Dans la figure 7 le circuit est le même que dans la figure 6 jus- qu'à la lampe 171, mais l'unité de réglage est du type discontinu et est commandée par le relais 260 comme dans la figure 5.