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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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