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Perfectionnements apportés aux dispositifs de réglage.
Pour le réglage d'une grandeur à une valeur prédéterminée, par exemple pour maintenir constante la température dans un four, la tension d'un générateur, etc., on connaît des dispositifs de réglage comportant un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse ou de vapeur qui comprend une grille de commande et dont le courant anodique contrôle soit directement, soit indirectement la grandeur qu'il s'agit de régler.
Dans les dispositifs connus de ce genre, soit une tension continue proportionnelle à la grandeur à régler, soit une tension alternative dont la phase varie avec la grandeur à régler agit dans le circuit de la grille de commande du tube à décharges.
Toutefois, ces dispositifs connus ont l'inconvénient que l'exactitude du réglage est affectée défavorablement par les
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propriétés inhérentes aux tubes à décharges à atmosphère gazeuse ou de vapeur, notamment parce que le potentiel de la grille de commande qui, pour une tension anodique déterminée, empêche préci- sément l'amorçage de la décharge dans le tube, est fort variable notamment avec la pression de vapeur qui règne dans le tube.
Comme on le sait, on peut supprimer en partie ledit in- convénient en utilisant une tension de commande telle que le potentiel de la grille de commande varie rapidement d'une valeur sensiblement en-dessous en une valeur sensiblement au-dessus du potentiel d'amorçage, c'est-à-dire en utilisant des tensions de commande pointues qu'on peut engendrer, par exemple, à l'aide d'un transformateur saturé.
La présente invention est relative à un dispositif de réglage comportant au moins un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse ou de vapeur et à grille de commande, dont l'exactitude de réglage ne varie pas avec les propriétés inhéren- tes aux tubes à décharges électriques, de sorte qu'on évite ainsi l'inconvénient mentionné plus haut.
Suivant l'invention, un contact mécanique commandé par la grandeur à régler met en pont une résistance et une source de tension de polarisation de grille négative montées en série dans le circuit de la grille de commande du tube à décharges électri- ques.
Il est à remarquer qu'on connaît des dispositifs de réglage dans lesquels un contact mécanique commandé par la grandeur à ré- gler ferme, lorsqu'une valeur limite déterminée de ladite gran- deur est atteinte, le circuit de l'enroulement d'excitation d'un relais mécanique qui, sous l'effet de l'excitation, ferme un cir- cuit qui agit sur la grandeur à régler.
Toutefois, ces dispositifs de réglage connus ont le grand inconvénient pratique que le cou- rant d'excitation du relais est généralement au moins de 15 ma, ce qui entraîne aisément une détérioration sensible du contact de
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réglage, plus particulièrement par suite de la pression de contact extrêmement faible qui est disponible pour un tel contact commandé par la grandeur à régler, ainsi que par suite de l'inductance produite dans le circuit du contact et qui pro- duit des étincelles à la rupture du contact.
Dans le dispositif de réglage suivant l'invention, on est sûr d'éviter une brûlure des contacts pour une pression de con- tact extrêmement faible, vu que le courant qui passe par le con- tact de réglage peut être limité à une valeur extrêmement faible, par exemple de 0,01 mA, par un choix convenable de la résistance montée en série avec la source de polarisation de grille.
On a trouvé que, dans un dispositif de réglage suivant l'invention comportant un tube à atmosphère gazeuse, dont le courant anodique est de 0,1 Amp. et dans lequel une tension de polarisation de grille négative de 10 volts est nécessaire pour empêcher l'amor- çage du tube pour une tension anodique maximum de 140 volts, la résistance mentionnée plus haut peut posséder sans aucun incon- vénient, pour ce qui concerne le fonctionnement du dispositif, une valeur de 0,1 - 1 mégohm.
Pour éviter la circulation d'une partie du courant de gril- le du tube à décharges à travers le contact de réglage lorsque celui-ci est fermé et que le tube à décharges est amorcé, il est également avantageux de relier l'extrémité du montage en série qui est opposée à la cathode, à la grille de commande du tube à décharges avec interposition d'une résistance d'environ 10000 ohms. On a trouvé qu'une résistance de cette valeur est suffisante pour empêcher le passage dudit courant de grille par le contact de réglage, mais elle n'a pas pour effet d'augmenter la durée de décharge de la capacité grille de commande-cathode du tube à décharges de façon que cela puisse retarder de manière gênante l'amorçage du tube.
La tension anodique du tube à décharges électriques est
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constituée, de préférence, par une tension alternative qu'on peut prendre, par exemple, sur un transformateur relié à un réseau à haute intensité. Par suite de la chute périodique de la tension anodique en-dessous de la valeur nécessaire au main- tien de la décharge en arc dans le tube, ce dernier sera éteint périodiquement, ce qu'on peut naturellement aussi obtenir en utilisant comme tension anodique une tension continue pulsatoire, qui, cependant, n'est pas en général disponible sans autres ex- pédients. La fréquence de la tension anodique peut différer de la fréquence du réseau; ainsi, il y a intérêt à ce que la fréquence de la tension anodique soit plus grande si l'on désire une action de réglage très rapide du dispositif.
Le dispositif décrit plus haut convient pour la commande d'une grandeur dans un seul sens déterminé. Par l'utilisation de deux des dispositifs décrits, on peut également obtenir une commande de la grandeur dans deux sens différents, c'est-à-dire une augmentation ou une réduction de la grandeur qui doit être réglée.
Dans ce cas, on relie les deux tubes, de préférence, en équilibre d'une manière telle que la source de tension anodique ainsi que la source de tension de polarisation de grille soient communes aux deux tubes.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, dont la fig. 1 représente un dispositif de réglage comportant un seul tube à décharges et la fig. 2 représente un dispositif de réglage sui- vant l'invention comportant deux tubes montés en équilibre.
La fig. 1 représente un espace 1, par exemple un four, qu'on chauffe à l'aide d'une résistance de chauffage 2 et dans lequel on doit maintenir une température prédéterminée. A cette fin, on a placé dans l'espace 1 un élément thermo-électrique 3 qui est relié à un instrument 4 à cadre mobile, de sorte que la
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déviation de l'aiguille 5 de l'instrument est proportionnelle à la température qui règne dans l'espace 1. L'instrument possède un contact 6 qui est fermé par l'aiguille si la température de l'espace 1 tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée.
Ledit contact de réglage commande un dispositif de réglage comportant un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse et à grille de commande 7, dont le circuit anodique comprend un relais 9 qui est excité par le courant anodique du tube à déchar- ges et qui ferme alors un contact placé dans le circuit de la résistance de chauffage 2.
On prend la tension anodique du tube sur l'enroulement secondaire 11 d'un transformateur 12 relié à un réseau à courant alternatif. Le transformateur possède un second enroulement se- condaire 13 dont la tension de sortie est redressée à l'aide d'un redresseur 14, par exemple d'un redresseur à couche d'arrêt, et est amenée à un condensateur 15.
Le circuit du redresseur fait partie du circuit de grille du tube à décharges électriques 8 et produit une tension de po- larisation de grille négative telle qu'elle empêche l'amorçage du tube. Il est à remarquer qu'un aplatissement de la tension redressée n'est pas nécessaire.
La borne de raccordement positive du condensateur 15 est reliée directement à la cathode,de préférence mise à la terre, du tube 8, tandis que la borne de raccordement négative est re- liée à la grille de commande 7 avec interposition de deux résis- tances 16 et 17 respectivement.
Ledit contact de réglage 5, 6 met en pont le montage en série de la résistance 16 et du circuit de redresseur avec le condensateur 15. Lorsque le contact de réglage est ouvert, la grille de commande 7 présente par rapport à la cathode du tube 8 un potentiel égal à la tension qui existe aux bornes du condensa- teur 15 et qui empêche l'amorçage du .tube. Si, toutefois, la température dans l'espace 1 tombe en-dessous d'une valeur déter- @
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minée par la position du contact 6, le contact de réglage se ferme ce qui a pour effet que le potentiel de la grille croit immédiatement au potentiel cathodique et que le tube 8 s'allume.
Lorsqu'on choisit la période de déclenchement du relais 9 plus grande qu'une demi-période de la tension alternative anodique, ce qui est possible à l'aide de moyens connus en soi, on obtient que le contact de relais 10 reste fermé aussi longtemps que le contact de réglage 5, 6 est fermé.
Afin de réduire au minimum le courant provenant du cir- cuit de redresseur et passant par le contact de réglage, on donne à la résistance 16, comme on l'a déjà mentionné, une valeur de préférence très grande, par exemple de 0,5 mégohm, tandis qu'on évite le passage du courant de grille par le contact de réglage au moyen de la résistance 17 ayant une valeur, par exemple, de 50. 000 ohms. Les résistances 16 et 17 empêchent ainsi le passage d'un courant par le contact de réglage, courant qui serait sus- ceptible de provoquer une détérioration des contacts, lorsque le contact de réglage vient d'être fermé et que, en conséquence, la pression de contact est très faible.
Comme il sera évident d'après ce qui précède, l'invention présente la possibilité, pour une pression de contact extrêmement faible, d'exciter avec sécurité, à l'aide d'un dispositif très simple, un relais de grandeur considérable et d'obtenir au moyen de celui-ci une action de commande.
Il est à remarquer qu'on peut également commander le contact de réglage d'une manière autre qu'à l'aide d'un instru- ment à cadre mobile, par exemple à l'aide d'une bande métalli- que prévue dans l'espace 1. Toutefois, l'utilisation d'un instru- ment à cadre mobile est préférable en vue de sa haute sensibi- lité et de ses possibilités de réglage simples.
Il est à remarquer en outre que, dans les dispositifs du genre représenté sur la fig. 1, on peut obtenir encore une sim-
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plification si le courant de chauffage requis dans la résistance
2 est relativement faible. Dans ce cas, on peut avantageusement insérer la résistance de chauffage dans le circuit anodique du tube 8 et se dispenser ainsi du relais 9.
La fig. 2 représente un dispositif de réglage comportant deux tubes à décharges 18,19 montés en équilibre et servant à maintenir constante la tension engendrée par un générateur 20.
Le dispositif de réglage comprend un instrument à cadre mobile 21 qui ne possède, par exemple, qu'une portée de mesure de 1 volt, de sorte que les bornes de sortie du générateur 20 sont reliées à l'instrument par l'intermédiaire d'un potentiomètre 22. De préfé- rence, ce dernier fait partie d'un dispositif de commutation de portées de mesure qui est associé à l'instrument 21. Pour pouvoir réajuster la tension du générateur, on amène à l'instrument, à l'aide d'un potentiomètre 23, une partie réglable de la tension prise sur le potentiomètre.
L'instrument à cadre mobile SI pré- sente deux contacts 25, 26 prévus de part et d'autre de l'aiguille
24 et constituant conjointement avec l'aiguille deux contacts de réglage qui sont fermés si la tension de générateur devient in- férieure ou supérieure à une valeur déterminée par la position des contacts 25 et 26. Les contacts de réglage mettent en pont les montages en série du circuit de redresseur 28, 29 relié à un transformateur 27 et des résistances 30 et 31 respectivement, lesquels montages en série sont insérés chacun dans les circuits des grilles de commande des tubes à décharges 18 et 19 montés en équilibre et sont reliés aux grilles de commande 34, 35 de ces tubes avec interposition de résistances 32, 33 limitant le cou- rant de grille.
Les circuits anodiques des tubes 18 et 19 comprennent des enroulements 36 et 37 respectivement qui, quand ils sont excités par les courants anodiques des tubes 18 et 19 pris sur le trans- formateur 27, font tourner un moteur 38 dans l'un ou dans l'autre sens. Le moteur 38 commande, à l'aide d'un dispositif de couplage
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39, la tension de sortie d'un transformateur 40, tension qu'on amène après redressement à l'enroulement de champ 42 du généra- teur 20.
Si la tension du générateur tombe, par exemple, en-dessous de la valeur prédéterminée, le contact de réglage 24, 25 est fer- mé, ce qui a pour effet d'amorcer le tube 18 et d'exciter l'en- roulement 36, ainsi qu'il a été déjà décrit avec référence à la fig. 1. Le moteur 38 fait varier alors la position du dispositif de couplage 39 et, par suite, le courant d'excitation du généra- ,teur 20 jusqu'à ce que le contact de réglage 24, 25 soit inter- rompu par suite de l'augmentation de la tension du générateur.
Le tube 18 devient alors non-conducteur et le dispositif de cou- plage 39 demeure dans la position atteinte jusqu'à ce'que le contact de réglage 24, 25 ou 24, 26 soit fermé à nouveau, par exemple si par suite de variations de charge du générateur la tension de sortie devient trop faible ou trop grande. Dans le dispositif de réglage représenté sur la fig. 2, qui est destiné à maintenir constante la tension, il est naturellement désirable que les tensions pour lesquelles l'un ou l'autre contact de réglage est fermé, différent d'une valeur aussi faible que possible. On y parvient en utilisant un instrument à cadre mobile sensible 21.
Toutefois, si l'on désire une exactitude de réglage très grande, on peut amener à l'instrument 21 une tension qu'on obtient, par exemple, à l'aide d'un montage en pont et qui est égale à la dif- férence entre la tension du générateur et la tension voulue. Il est évident naturellement qu'on peut aussi utiliser avantageuse- ment le dispositif suivant l'invention si la valeur minimum et la valeur maximum admissibles de la grandeur qui doit être réglée sont très différentes, comme cela peut être le cas, par exemple, pour le réglage du contenu d'un réservoir à liquide.
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Improvements made to adjustment devices.
For the adjustment of a quantity to a predetermined value, for example to maintain constant the temperature in an oven, the voltage of a generator, etc., adjustment devices are known comprising an electric discharge tube in a gas atmosphere or steam which includes a control grid and whose anode current controls either directly or indirectly the magnitude to be regulated.
In known devices of this type, either a DC voltage proportional to the quantity to be adjusted, or an AC voltage whose phase varies with the quantity to be adjusted, acts in the circuit of the control grid of the discharge tube.
However, these known devices have the drawback that the accuracy of the adjustment is adversely affected by the
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properties inherent in discharge tubes in a gas or vapor atmosphere, in particular because the potential of the control grid which, for a determined anode voltage, precisely prevents the initiation of the discharge in the tube, is highly variable, in particular with the vapor pressure prevailing in the tube.
As is known, the said disadvantage can be partly eliminated by using a control voltage such that the potential of the control gate varies rapidly from a value substantially below to a value substantially above the potential of. starting, that is to say using sharp control voltages which can be generated, for example, using a saturated transformer.
The present invention relates to an adjustment device comprising at least one electric discharge tube in a gas or vapor atmosphere and with a control grid, the adjustment accuracy of which does not vary with the properties inherent in electric discharge tubes. , so that the drawback mentioned above is thus avoided.
According to the invention, a mechanical contact controlled by the quantity to be adjusted bridges a resistor and a source of negative gate bias voltage connected in series in the circuit of the control gate of the electric discharge tube.
It should be noted that adjustment devices are known in which a mechanical contact controlled by the quantity to be adjusted closes, when a determined limit value of said quantity is reached, the circuit of the excitation winding a mechanical relay which, under the effect of the excitation, closes a circuit which acts on the quantity to be regulated.
However, these known regulating devices have the great practical drawback that the excitation current of the relay is generally at least 15 ma, which easily leads to a substantial deterioration of the contact.
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adjustment, more particularly as a result of the extremely low contact pressure which is available for such a contact controlled by the quantity to be adjusted, as well as as a result of the inductance produced in the circuit of the contact and which produces sparks at the contact breakage.
In the regulating device according to the invention, it is safe to avoid burning the contacts at an extremely low contact pressure, since the current flowing through the regulating contact can be limited to an extremely low value. low, for example 0.01 mA, by a suitable choice of the resistor mounted in series with the gate bias source.
It has been found that, in an adjustment device according to the invention comprising a tube with a gas atmosphere, the anode current of which is 0.1 Amp. and wherein a negative gate bias voltage of 10 volts is required to prevent ignition of the tube at a maximum anode voltage of 140 volts, the aforementioned resistor can have without any disadvantage, so far as concerns operation of the device, a value of 0.1 - 1 megohm.
To prevent part of the grill current from the discharge tube from flowing through the adjusting contact when the latter is closed and the discharge tube is ignited, it is also advantageous to connect the end of the assembly in series which is opposite to the cathode, to the control grid of the discharge tube with the interposition of a resistance of about 10,000 ohms. It has been found that a resistance of this value is sufficient to prevent the passage of said gate current through the adjustment contact, but it does not have the effect of increasing the discharge time of the control gate-cathode capacitor of the device. discharge tube so that it can inconveniently delay priming of the tube.
The anode voltage of the electric discharge tube is
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preferably constituted by an alternating voltage which can be taken, for example, from a transformer connected to a high current network. As a result of the periodic drop of the anode voltage below the value necessary to maintain the arc discharge in the tube, the latter will be extinguished periodically, which can of course also be obtained by using as anode voltage a pulsating DC voltage, which, however, is not generally available without other expedients. The frequency of the anode voltage may differ from the network frequency; thus, it is advantageous for the frequency of the anode voltage to be greater if a very rapid adjustment action of the device is desired.
The device described above is suitable for controlling a quantity in a single determined direction. By using two of the devices described, it is also possible to obtain a control of the quantity in two different directions, that is to say an increase or a reduction of the quantity to be regulated.
In this case, the two tubes are preferably connected in equilibrium in such a way that the anode voltage source as well as the grid bias voltage source are common to the two tubes.
The invention will be better understood by referring to the appended drawing, given by way of non-limiting example, of which FIG. 1 shows an adjustment device comprising a single discharge tube and FIG. 2 shows an adjustment device according to the invention comprising two tubes mounted in equilibrium.
Fig. 1 shows a space 1, for example an oven, which is heated using a heating resistor 2 and in which a predetermined temperature must be maintained. To this end, a thermoelectric element 3 has been placed in space 1 which is connected to an instrument 4 with a movable frame, so that the
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deviation of needle 5 of the instrument is proportional to the temperature in space 1. The instrument has a contact 6 which is closed by the needle if the temperature of space 1 falls below d 'a predetermined value.
Said adjustment contact controls an adjustment device comprising an electric discharge tube in a gaseous atmosphere and with a control grid 7, the anode circuit of which comprises a relay 9 which is energized by the anode current from the discharge tube and which then closes. a contact placed in the heating resistor circuit 2.
The anode voltage of the tube is taken on the secondary winding 11 of a transformer 12 connected to an alternating current network. The transformer has a second secondary winding 13, the output voltage of which is rectified by means of a rectifier 14, for example a stop-layer rectifier, and is fed to a capacitor 15.
The rectifier circuit forms part of the grid circuit of the electric discharge tube 8 and produces a negative grid bias voltage such as to prevent the tube from being ignited. It should be noted that a flattening of the rectified voltage is not necessary.
The positive connection terminal of the capacitor 15 is connected directly to the cathode, preferably earthed, of the tube 8, while the negative connection terminal is connected to the control grid 7 with the interposition of two resistors. 16 and 17 respectively.
Said adjustment contact 5, 6 bridges the series connection of the resistor 16 and the rectifier circuit with the capacitor 15. When the adjustment contact is open, the control grid 7 is present with respect to the cathode of the tube 8 a potential equal to the voltage which exists at the terminals of the capacitor 15 and which prevents the ignition of the tube. If, however, the temperature in space 1 falls below a determined value
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undermined by the position of contact 6, the adjustment contact closes which has the effect that the potential of the grid immediately increases to the cathode potential and that the tube 8 lights up.
When choosing the tripping period of relay 9 greater than half a period of the anode alternating voltage, which is possible using means known per se, it is obtained that the relay contact 10 also remains closed. as long as the adjustment contact 5, 6 is closed.
In order to minimize the current from the rectifier circuit through the setting contact, resistor 16 is given, as already mentioned, a preferably very large value, for example 0.5. megohm, while the passage of the gate current through the adjustment contact is avoided by means of the resistor 17 having a value, for example, of 50,000 ohms. The resistors 16 and 17 thus prevent the passage of a current through the adjustment contact, a current which would be liable to cause damage to the contacts, when the adjustment contact has just been closed and that, consequently, the pressure contact is very low.
As will be evident from the foregoing, the invention presents the possibility, for an extremely low contact pressure, of safely energizing, using a very simple device, a relay of considerable size and 'obtain by means of this a command action.
It should be noted that the adjustment contact can also be controlled in a manner other than with the aid of a movable frame instrument, for example by means of a metal strip provided in space 1. However, the use of a movable frame instrument is preferable in view of its high sensitivity and its easy adjustment possibilities.
It should also be noted that, in devices of the type shown in FIG. 1, one can still obtain a simple
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plification if the required heating current in the resistor
2 is relatively weak. In this case, the heating resistor can advantageously be inserted in the anode circuit of tube 8 and thus dispense with relay 9.
Fig. 2 shows an adjustment device comprising two discharge tubes 18, 19 mounted in equilibrium and serving to maintain constant the voltage generated by a generator 20.
The adjustment device comprises an instrument with a movable frame 21 which has, for example, only a measuring range of 1 volt, so that the output terminals of the generator 20 are connected to the instrument by means of a potentiometer 22. Preferably, the latter is part of a measuring range switching device which is associated with the instrument 21. In order to be able to readjust the voltage of the generator, the instrument is brought to the using a potentiometer 23, an adjustable part of the voltage taken from the potentiometer.
The SI movable frame instrument has two contacts 25, 26 provided on either side of the needle.
24 and together with the needle constituting two adjustment contacts which are closed if the generator voltage becomes lower or higher than a value determined by the position of contacts 25 and 26. The adjustment contacts bridge the connections in series. rectifier circuit 28, 29 connected to a transformer 27 and resistors 30 and 31 respectively, which series connections are each inserted in the circuits of the control grids of the discharge tubes 18 and 19 mounted in equilibrium and are connected to the grids of control 34, 35 of these tubes with the interposition of resistors 32, 33 limiting the grid current.
The anode circuits of tubes 18 and 19 include windings 36 and 37 respectively which, when energized by the anode currents of tubes 18 and 19 taken from transformer 27, rotate a motor 38 in one or more. 'other way. The motor 38 controls, by means of a coupling device
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39, the output voltage of a transformer 40, which voltage is brought after rectification to the field winding 42 of the generator 20.
If the generator voltage drops, for example, below the predetermined value, the adjustment contact 24, 25 is closed, which has the effect of starting the tube 18 and energizing the winding. 36, as has already been described with reference to FIG. 1. The motor 38 then varies the position of the coupling device 39 and hence the excitation current of the generator 20 until the setting contact 24, 25 is interrupted as a result of increased generator voltage.
The tube 18 then becomes non-conductive and the coupling device 39 remains in the position reached until the adjusting contact 24, 25 or 24, 26 is closed again, for example if due to variations generator load the output voltage becomes too low or too high. In the adjustment device shown in fig. 2, which is intended to keep the voltage constant, it is naturally desirable that the voltages for which one or the other adjustment contact is closed, differ by as low a value as possible. This is achieved by using a sensitive movable frame instrument 21.
However, if very high adjustment accuracy is desired, a voltage can be brought to instrument 21, which is obtained, for example, by means of a bridge connection and which is equal to the difference. difference between the generator voltage and the desired voltage. It is naturally obvious that the device according to the invention can also be used advantageously if the minimum and maximum admissible value of the quantity to be adjusted are very different, as may be the case, for example, for adjusting the content of a liquid reservoir.
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