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MEASUREMENT LIMITER résidant à LONDRES.
PERFECTIONNEMENTS AUX RELAIS ELECTRIQUES SENSIBLES.
La présente invention concerne les relais électriques sensi- bles et, plus spécialement mais non exclusivement, ceux utilisés comme détecteurs dans les circuits en pont à auto-équilibrage.
Les défauts des relais sensibles connus sont que (1) le courant varie lentement dans les bobines de relais et provoque une fermeture très lente des contacts de relais, ces contacts pouvant brûler et peut-être même se souder, entravant ainsi très sérieusement le bon fonctionnement "des appareils utilisant des relais de ce genre, (2) l'amplitude du cou- rant d'excitation du relais peut être assez faible pour ne donner qu'une très faible pression de contact, ce qui rend difficile l'obtention d'une résistance de contact faible et constante.
L'invention a pour but de procurer des relais sensibles dans lesquels les inconvénients ci-dessus sont réduits ou supprimés, sans de- voir recourir à des appareils électroniques.
L'invention consiste en un relais électrique sensible dont la rapidité de fermeture et d'ouverture des contacts est indépendante de 1' intensité du courant et de sa vitesse de variation dans l'enroulement du relais.
L'invention consiste aussi en un relais électrique sensible, comme défini dans le paragraphe précédent, dont l'armature mobile com- porte une partie en fer qui, dans la condition-normale du relais, se trouve en équilibre (à cause d'une légère force de gravité de centrage) à mi-chemin entre deux pôles fixes d'aimants permanents de la même pola- rité et entre deux pièces en fer pouvant être aimantées avec la dite partie en fer par une bobine fixe d'un électro-aimant de manière à avoir une polarité commune, cette bobine fixe pouvant être excitée sous la commande de l'un ou l'autre de deux contacts fixes et de l'un ou l'autre
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d'une paire de contacts solidaires de l'armature mobile et de la bobine.
L'invention consiste aussi en un relais électrique sensible, comme décrit dans le paragraphe précédent, caractérisé en ce que les con- tacts mobiles sont portés par une lame de ressort solidaire de l'armature mobile.
L'invention consiste encore en un relais électrique sensible, comme décrit dans l'un ou l'autre des deux paragraphes précédents, com- prenant un moyen de régler la position des pelés fixes des aiments per- manents par rapport à la position médiane de la dite partie en fer.
L'invention consiste aussi en un système de pont à auto-équi- librage, comprenant un relais comme décrit dans l'un quelconque des quatre -paragraphes précédents, associé à d'autres relais et à un servo-moteur permettant, quand une résistance varie dans un bras du pont et déséqui- libre celui-ci, de ramener le pont en équilibre.
L'invention consiste encore en un procédé de production d'im- pulsions de courant périodiques par lequel l'amplitude des impulsions de courant appliqués à la dite bobine fixe par l'intervention d'un relais comme décrit dans l'un quelconque.des paragraphes précédents, est réglée de façon appropriée.
L'invention consiste aussi en un relais sensible en substance comme décrit ci-après et comme représenté à la Fig. 1 des dessins annexés.
La Fig. 1 représente un relais conforme à la présente invention.
La Fig. 2 représente un détail du relais de la Fig. 1, et
La Fig. 3 est un schéma montrant une application d'un relais conforme à l'invention à un système de pont à auto-équilibrage.
Dans la forme d'exécution de l'invention représentée à la Fig. 1, un aimant permanent 1 contient un cadre mobile à pivots la pourvu de connexions en fil d'argent souple de type courant. Un bras 11 se prolongeant en-dessous du cadre mobile, porte, à son extrémité, une pièce en fer 2. Celle-ci passe à travers une bobine 3 maintenue par des montants en fer 4 fixés par vis et espacés d'une plaque en fer 6 par des rondelles 5 en matière non magnétique.De petites équerres en laiton 7, montées avantageusement sur les montants, portent des vis de réglage 8 servant à régler la position de deux bras en fer 9o Ces deux bras sont attachés par pivot à une extrémité d'un petit aimant permanent, de fa- çon que les deux bras aient la même polarité magnétique.
Un ressort 10 tend à écarter les deux bras l'un de l'autre et leurs extrémités poussent ainsi contre les deux vis de réglage, de façon qu'elles soient réglables.
Le bras du cadre mobile porte aussi un prolongement en matière élastique 11a isolé du bras de l'appareil à cadre mobile et relié à une borne 12 par un fil d'argent souple 12a
Le prolongement 11a porte, sur chaque côté, des contacts 13 as- sociés à des contacts 14 montés sur des vis de réglage 14a vissés dans des montantsen laiton 14b fixés à une plaque en matière isolante (non représentée). La plaoue de fer 6 sert d'écran magnétique entre les deux extrémités du relais.
En fonctionnement, par exemple, dans un circuit en pont comme décrit ci-après, le ralais utilise son cadre mobile comme indicateur d'équi- libre du pont, de sorte qu'un petit écart de la position normale d'équilibre provoque le passage d'un faible courant dans l'enroulement de cadre mobile la , ce qui fait déplacer légèrement le cadre dans l'une ou l'autre direc- tion suivant le sens du courant , Quand le cadre s'écarte suffisamment de sa position médiane, la lame 2 est attirée par le bras 9 le plus pro-
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che, à cause du champ de l'aimant permanent. Le système mobile entier est brusquement dévié et établit un contact très net entre les contacts 13 et 14 du coté voulu.
Par le circuit de relais associé, la bobine 3 reçoit, une frac- tion de seconde plus tard, une impulsion de courant, ce qui aimante simul- tanément, avec la même polarité, les deux montants 4 et la lame 2 situés à l'intérieur de la bobine. La répulsion qui en résulte entre la lame et le montant 4 le plus proche est faite plus forte que l'attraction entre la lame 2 et le bras 9, de sorte que la lame 2 est ramenée dans sa position médiane, coupant brusquement les contacts 13 et 14,
On obtient ainsi un relais dont la vitesse d'ouverture et de ferme- ture des contacts et la pression des contacts fermés ont une valeur minimum importante indépendante de la valeur et de la vitesse de variation du cou- rant d'excitation.
Cette opération rapide et la pression suffisante des contacts évitent les brûlures et soudures de contacts et autres difficultés de fonc- tionnement, tout en gardant, une haute sensibilité aux faibles courants d'un circuit en pont.
Le circuit en pont de la Fig. 3 se compose de quatre bras à résistance ohmique chacun, deux sommets du pont étant reliés par le cadre mobile la du relais décrit ci-dessus. Les deux bras a et b du pont, d'un côté de ces sommets, comprennent chacun des résistances, de 3000 ohms par exemple, le bras .2. , de l'autre coté des sommets, comprenant une ré- sistance ohmique de 4000 ohms, tandis que le quatrième bras contient deux rhéostats d e circulaires de valeur maximum 3000 ohms, le rhéostat e se trouvant à une station de réception, près du pont, et le rhéostat d se trou- vant à une station d'émission loin de la station de réception.
La station de réception comprend aussi un servo-moteur f entraî- nant le curseur du rhéostat e.
Des contacts fixes 14, 14 sont connectés respectivement à deux bobines de relais..!!., h de type "P.T.T.". Ces relais ont des contapts i, j, respectivement, qui commandent le servo-moteur f assurant l'auto-équili- brage du circuit en pont.
Les realis g et h ont aussi des contacts k et m normalement fermés qui maintiennent un autre relais n - aussi type "P.T.T."- norma- lement enclenché. Les contacts ouverts 0 sont en série avec la bobine 3 du relais de la Fig. 1. Quand la bobine de relais la répondit-un courant de désiquilibrage et ferme un de ses contacts 14 le relais g ou h inter- vient et coupe l'excitation du relais n de manière à faire marcher le servo-moteur f dans le sens voulu.
Le relais n reste encore enclenché pendant un court moment à cause de la charge accumulée dans le condensateur 12 ( 8 mfd ). Quand le relais n déclenche, ses contacts o se fermentet envoient du courant dans la bobine 3 qui elle-même écarte le contact 13 des deux contacts 4. Le relais ± ou h s'ouvre alors, les contacts k et m se ferment et réexcitent le relais n dont les contestc o se rouvrent et déconnectent la bobine 3.
Le contact 13 reste donc en contact avec un des contacts 14 dans une situation de quasi-équilibre pendant un moment dont la durée est déterminée par le circuit à retard associé au relais n, ce réglage étant réalisépar un rhéostat ± de 10.000 ohms en série avec le condensa- teur p. Un rhéostat semblable r sert à régler lintensité du courant d'impulsion d'ouverture dans la bobine 3.
Les relais sensibles à cadre mobile de la présente invention peuvent être utilisés comme générateurs d'impulsions puisque, en réglant les impulsions de courant d'ouverture dans la bobine 3 à une valeur con-
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venable, le relais produira des impulsions régulières (dérivées de ses contacts 13 et 14) par exemple dans un sens correspondant au sens d'un courant de désiquilibre d'un pont et dans de larges limites de courant de déséquilibre.
REVENDICATIONS
1. Relais électrique sensible caractérisé en ce que la rapidité de fermeture et d'ouverture des contacts obtenue est indépendante de l'in- tensité du courant et de sa vitesse de variation dans l'enroulement du relais.
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MEASUREMENT LIMITER residing in LONDON.
IMPROVEMENTS TO SENSITIVE ELECTRICAL RELAYS.
The present invention relates to sensitive electrical relays and, more especially, but not exclusively, those used as detectors in self-balancing bridge circuits.
The shortcomings of known sensitive relays are that (1) the current varies slowly in the relay coils and causes the relay contacts to close very slowly, these contacts being able to burn out and possibly even solder, thus seriously hampering proper operation. "of devices using relays of this kind, (2) the magnitude of the excitation current of the relay may be small enough to give only a very low contact pressure, which makes it difficult to obtain low and constant contact resistance.
The object of the invention is to provide sensitive relays in which the above drawbacks are reduced or eliminated, without having to resort to electronic devices.
The invention consists of a sensitive electric relay whose speed of closing and opening of the contacts is independent of the intensity of the current and of its speed of variation in the winding of the relay.
The invention also consists of a sensitive electrical relay, as defined in the preceding paragraph, the movable armature of which comprises an iron part which, in the normal condition of the relay, is in equilibrium (due to a slight centering force of gravity) halfway between two fixed poles of permanent magnets of the same polarity and between two iron parts which can be magnetized with said iron part by a fixed coil of an electromagnet so as to have a common polarity, this fixed coil being able to be excited under the control of one or the other of two fixed contacts and of one or the other
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a pair of contacts integral with the moving armature and the coil.
The invention also consists of a sensitive electric relay, as described in the preceding paragraph, characterized in that the movable contacts are carried by a leaf spring integral with the movable armature.
The invention also consists of a sensitive electric relay, as described in either of the two preceding paragraphs, comprising a means of adjusting the position of the fixed peels of the permanent magnets with respect to the median position of the permanent magnets. the said iron part.
The invention also consists of a self-balancing bridge system, comprising a relay as described in any one of the preceding four -paragraphs, associated with other relays and with a servomotor allowing, when a resistance varies in one arm of the bridge and unbalances it, to bring the bridge back into equilibrium.
The invention also consists of a method of producing periodic current pulses by which the amplitude of the current pulses applied to said fixed coil by the intervention of a relay as described in any one of them. previous paragraphs, is appropriately settled.
The invention also consists of a sensitive relay substantially as described below and as shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.
Fig. 1 shows a relay according to the present invention.
Fig. 2 shows a detail of the relay of FIG. 1, and
Fig. 3 is a diagram showing an application of a relay according to the invention to a self-balancing bridge system.
In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, a permanent magnet 1 contains a movable pivot frame 1a provided with flexible silver wire connections of the common type. An arm 11 extending below the movable frame carries, at its end, an iron part 2. This passes through a coil 3 held by iron uprights 4 fixed by screws and spaced apart by a metal plate. iron 6 by washers 5 of non-magnetic material. Small brass brackets 7, preferably mounted on the uprights, carry adjustment screws 8 serving to adjust the position of two iron arms 9o These two arms are attached by a pivot to a end of a small permanent magnet, so that both arms have the same magnetic polarity.
A spring 10 tends to separate the two arms from each other and their ends thus push against the two adjustment screws, so that they are adjustable.
The arm of the mobile frame also carries an extension of elastic material 11a isolated from the arm of the device with a mobile frame and connected to a terminal 12 by a flexible silver wire 12a
The extension 11a carries, on each side, contacts 13 associated with contacts 14 mounted on adjusting screws 14a screwed into brass uprights 14b fixed to a plate of insulating material (not shown). The iron plate 6 serves as a magnetic screen between the two ends of the relay.
In operation, for example, in a bridge circuit as described below, the relay uses its movable frame as an indicator of the balance of the bridge, so that a small deviation from the normal position of equilibrium causes the passage a weak current in the movable frame winding 1a, which causes the frame to move slightly in one or the other direction following the direction of the current, When the frame deviates sufficiently from its central position, the blade 2 is attracted by the most pro-
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che, because of the field of the permanent magnet. The entire mobile system is abruptly deflected and makes very clear contact between contacts 13 and 14 on the desired side.
Through the associated relay circuit, coil 3 receives, a fraction of a second later, a current pulse, which simultaneously magnetizes, with the same polarity, the two uprights 4 and the blade 2 located at the inside the coil. The resulting repulsion between the blade and the nearest post 4 is made stronger than the attraction between the blade 2 and the arm 9, so that the blade 2 is returned to its middle position, sharply cutting the contacts 13 and 14,
A relay is thus obtained for which the opening and closing speed of the contacts and the pressure of the closed contacts have a high minimum value independent of the value and the speed of variation of the excitation current.
This rapid operation and sufficient contact pressure avoid contact burns and welds and other operating difficulties, while maintaining high sensitivity to low currents in a bridge circuit.
The bridge circuit of FIG. 3 consists of four ohmic resistance arms each, two tops of the bridge being connected by the movable frame 1a of the relay described above. The two arms a and b of the bridge, on one side of these vertices, each comprise resistors, of 3000 ohms for example, the arm. 2. , on the other side of the vertices, comprising an ohmic resistance of 4000 ohms, while the fourth arm contains two circular rheostats of maximum value 3000 ohms, the rheostat e being at a receiving station, near the bridge, and the rheostat d located at a transmitting station away from the receiving station.
The receiving station also includes a servomotor f driving the cursor of the rheostat e.
Fixed contacts 14, 14 are respectively connected to two relay coils .. !!., H of the "P.T.T." type. These relays have contacts i, j, respectively, which control the servomotor f ensuring the self-balancing of the bridge circuit.
Realis g and h also have contacts k and m normally closed which keep another relay n - also type "P.T.T." - normally on. The open contacts 0 are in series with the coil 3 of the relay of FIG. 1. When the relay coil responds to an unbalancing current and closes one of its contacts 14, relay g or h intervenes and cuts off the excitation of relay n so as to make servomotor f run in direction. desired.
Relay n remains energized for a short time because of the charge accumulated in capacitor 12 (8 mfd). When relay n trips, its contacts o close and send current to coil 3 which itself moves contact 13 away from two contacts 4. Relay ± or h then opens, contacts k and m close and re-energize relay n, the contests of which reopen and disconnect coil 3.
Contact 13 therefore remains in contact with one of contacts 14 in a quasi-equilibrium situation for a moment, the duration of which is determined by the delay circuit associated with relay n, this adjustment being carried out by a rheostat ± of 10,000 ohms in series with the capacitor p. A rheostat similar to r is used to adjust the intensity of the opening pulse current in coil 3.
The movable frame sensitive relays of the present invention can be used as pulse generators since, by setting the opening current pulses in coil 3 to a corresponding value.
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venable, the relay will produce regular pulses (derived from its contacts 13 and 14) for example in a direction corresponding to the direction of an unbalance current of a bridge and within wide limits of unbalance current.
CLAIMS
1. Sensitive electric relay characterized in that the speed of closing and opening of the contacts obtained is independent of the intensity of the current and of its speed of variation in the winding of the relay.