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Procédé pour maintenir constante avec précision la vitesse et la position angulaire d'un micro-moteur à courant continu pour l'entraînement de tous dispositifs autres qu'un instrument de mesure du temps et dispositif pour sa mise en aeuvre Le maintien à vitesse constante avec grande précision de petits moteurs électriques,
d'une puissance allant de quelques fractions de milli-watts à une centaine de watts destinés à l'entraînement de dispositifs divers mais à l'exclusion d'instruments de mesure du temps, s'avère très difficile à réaliser par les moyens actuellement connus. Dans des appareils tels que des caméras, des enregistreurs de tous genres, en particulier des enregistreurs de son, on a recours à l'emploi de moteurs ou micromoteurs à courant alternatif, du type synchrone ou asynchrone synchronisé.
On a constaté qu'il est, en effet, impossible de régler la vitesse de petits moteurs à courant continu avec une précision suffisante pour ces applications.
Toutefois, l'emploi de moteurs à courant alternatif n'est pas satisfaisant non plus. Ces moteurs présentent, en effet, des couples de démarrage et de service relativement faibles par rapport à leur volume, de l'ordre de deux à cinq fois plus faible que ceux d'un moteur à courant continu de même volume.
En outre les moteurs à courant alternatif synchrones présentent des phénomènes pendulaires, c'est-à-dire que leur rotor oscille constamment autour de la position angulaire qu'il devrait occuper tandis que les moteurs asynchrones présentent des phénomènes de glissement. Ces phénomènes pendulaires et de glissement sont très gênants dans les appareils précités.
Dans pratiquement tous les servomécanismes ou boucles de réglage actuellement existants, il est nécessaire de faire usage d'un amplificateur pour amplifier le signal d'erreur jusqu'à une valeur suffisante pour permettre la commande du servomoteur. Or, dans les applications où le temps de réponse du servomécanisme doit être faible, on est conduit à utiliser des amplificateurs électroniques, ce qui introduit ton- jours des possibilités d'erreur ou d'imprécision dans le réglage, dues aux distorsions et aux variations du facteur d'amplification sous l'effet de variations de température. En outre, ces amplificateurs doivent être soignés et ils compliquent et renchérissent grandement le servomécanisme.
De plus, les instruments de haute précision, comportent généralement un oscillateur haute fréquence stabilisé et thermo-compensé servant d'étalon et un diviseur de fréquence qui abaisse la fréquence étalon pour obtenir une fréquence basse adéquate pour alimenter un moteur ou un micromoteur électrique.
Cette façon de faire présente un inconvénient majeur: c'est la difficulté de réaliser un diviseur de fréquence présentant un facteur de division suffisant, une stabilité répondant à la précision requise, une consommation faible, ainsi qu'un volume d'encombrement suffisamment réduit pour rendre l'instrument portatif et indépendant.
Il existe des dispositifs à relais permettant de déceler le passage d'un arbre tournant par une vitesse dé- terminée ou de corriger des variations de vitesses. Toutefois, aucune des solutions proposées à ce jour ne permet de réaliser simultanément les conditions suivantes a) maintenir la vitesse et la phase avec précision et indépendamment du temps écoulé, b) avoir une grande stabilité assurée par une correction ultra-rapide de très faibles écarts ; c) utiliser comme élément de référence un élément à haute fréquence (donc précis et de faible volume) et statique.
La présente invention concerne un procédé de réglage ainsi qu'un dispositif pour sa mise en #uvre, permettant de satisfaire aux points précités.
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Elle a pour objet un procédé-- pour maintenir constantes avec précision la vitesse et la position angulaire d'un micromoteur à courant continu pour l'entraînement de tous dispositifs autres qu'un instrument de mesure du temps, selon lequel on forme un signal électrique- dont la fréquence est un multiple de la vitesse de rotation instantanée- de l'arbre du moteur et dont la phase est liée à la position angulaire instantanée de l'arbre dudit moteur,
- caractérisé- par le fait qu'on forme un signal d'erreur à deux nieaux par la comparaison en fréquence et en phase simultanément, de ce signal électrique à une valeur de référence correspondant à la vitesse et à la position angulaire de consigne de l'arbre du moteur;
ce signal d'erreur présentant une première valeur lorsque la vitesse- et la phase du moteur- sont .au-dessus respectivement -en avance par rapport à la valeur de référence et une seconde valeur lorsque la vitesse et la phase du -moteur sont au-dessous respectivement en retard par rapport à la valeur de référence, puis qu'on commande à l'aide de ce signal d'erreur l'ouverture ou la fermeture d'un circuit d'alimentation ou de commande du mo- ,teur. _ Le dispositif pour la mise en eeuvre du procédé comporte -un - dispositif - de détection du nombre de tours par unité de temps et de la position angulaire de _ l'arbre du --moteur,
comportant une partie mobile entraînée par l'arbre du moteur et une partie fixe dé- livrant un signal électrique dont la fréquence est un multiple du nombre de tours du moteur par unité de temps et dont la phase est liée à la position angulaire de l'arbre du moteur,
caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un dispositif de comparaison de fré- quence-et de phase comparant à chaque instant une valeur de référence correspondant à la vitesse et à la position angulaire de consigne de l'arbre du moteur audit signal électrique et délivrant un signal d'erreur à deux niveaux présentant une première valeur lorsque la vitesse et la phase du moteur sont au-dessus respectivement en avance par rapport à la valeur de référence et une seconde valeur lorsque la vitesse et la phase du moteur sont au-dessous respectivement en retard par rapport à la valeur de référence,
ainsi qu'un relais à action instantanée commandé par =ledit signal d'erreur et provoquant l'ouverture ou la fermeture du circuit d'alimentation ou de commande du moteur.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple différentes formes d'exécution et variantes du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 est un schéma-bloc d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est un schéma-bloc d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 3 est un schéma de principe d'une réalisation du dispositif selon la première forme d'exécution. La fig. 4 est un schéma de principe d'un dispositif de comparaison pouvant être utilisé dans la première forme d'exécution.
La fig. 5 est- un schéma de principe d'un dispositif de comparaison pouvant être utilisé dans la seconde forme d'exécution.
Les fig. 6 et 7 illustrent très schématiquement, à titre d'exemple, une vue de face et de profil d'un détecteur.
La fig. 8 représente diverses courbes superposées illustrant les formes d'ondes en différents points du circuit de la fig. 3 pour différents modes de fonctionnement du moteur.
Le moteur 1 est, dans l'exemple illustré, un micromoteur à courant continu et à aimant permanent, mais il pourrait également être constitué par tout moteur à courant continu dont le champ inducteur est engendré par un courant, avec ou sans collecteur, ou encore par tout moteur unidirectionnel pouvant être commandé par des pulsations rapides.
La commande du moteur se fait en agissant- par < stout ou rien sur son alimentation. Toutefois, lors de l'emploi d'un autre type de moteur, la commande pourrait se faire en agissant par tout ou rien sur l'un quelconque des paramètres électriques influençant la vitesse de rotation du moteur, par exemple sur l'excitation.
Dans les fig. 1 et 2 on distingue 1. un dispositif de détection 1 fournissant un signal électrique dont -la fréquence est un multiple du nombre de tours par unité de temps de l'arbre du moteur et dont la phase est liée à la _ position angulaire de cet arbre. _ _ 2. un dispositif de comparaison II dé-- ce signal - - électrique à 'une.-valeur de référence correspondant à la vitesse de consigne du moteur et délivrant un signal d'erreur fonction - de -l'écart- entre ce .signal électrique et cette valeur de référence. _ .
3. un relais à action instantanée III commandé par le signal d'erreur et provoquant l'ouverture ou la fermeture du circuit d'alimentation du moteur électrique.
4. Un circuit d'alimentation IV fournissant une tension constante. Dans la première forme d'exécution, illustrée à la fig. 1, le dispositif de détection 1 comporte - un d6tec- teur 2 de la vitesse du moteur et un multiplicateur électronique 9.
Le détecteur 2 (fig. 6 et 7) comporte, dans l'exemple illustré, une partie mobile 3 entraînée par l'arbre du moteur et une partie fixe 4 ou lecteur, délivrant des impulsions électriques. La partie mobile 3 est constituée par une roue dentée en matière ferromagnétique solidaire de l'arbre 5 du moteur 1, tandis que la partie fixe 4 constitue un circuit magnétique dont les extrémités sont disposées de part et d'autre- de la denture 6 portée par la roue 3.
Ce circuit magnétique comporte un aimant permanent 7 et une bobine réceptrice 8: Lorsque l'arbre 5 du moteur tourne, il entraîne la partie mobile 3, ce qui provoque le défilement de la denture #6_ en regard des pôles du circuit magnétique 4.
La réluctnce du circuit magnétique 4 est _donc modifiée, -de sorte qu'à chaque passage d'une dent de la denture 6 dans :l'entrefer de ce circuit magnétique, la bobine réceptrice 8 est le siège d'une impulsion électrique ie. La succession de ces impulsions électriques ie constitue un signal électrique dont la fréquence est un multiple (égal, au nombre de dents de la denture 6) du nombre de tours par unité de temps de l'arbre 5 du moteur 1 et dont la phase est liée à. -la position angulaire de cet arbre 5.
Ce détecteur constitue en fait un multiplicateur de- fréquence électromécanique fournissant à partir d'une fréquence relativement basse par exemple de l'ordre de quelques Hz ou de quelques di-
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zaines de Hz correspondant à la vitesse de rotation du moteur, un signal présentant une fréquence élevée; c'est ce signal qu'on compare avec précision à une valeur de référence.
Dans l'exemple illustré, le détecteur multiplicateur de fréquence électromécanique est suivi d'un multiplicateur de fréquence électronique 9 élevant encore la fréquence du signal fourni par le lecteur 4 et mettant en forme, lorsque ceci est nécessaire, les impulsions de ce signal électrique pour leur donner une forme facilitant leur comparaison précise ultérieure. Ce multiplicateur électronique 9 est donc alimenté par le signal ie et délivre un signal électrique i'e dont la fréquence est également un multiple du nombre de tours par unité de temps de l'arbre 5 du moteur et dont la phase est aussi liée à la position angulaire de cet arbre 5.
Le multiplicateur de fréquence électromécanique (voir B. Chance et al dans < c Waveforms , M.I.T. se- ries No 99, Me Graw Hill chap. 12 et 15, 1949) ou détecteur 2 et le multiplicateur électronique 9 (voir S. Schwarz et al (c Selected Semiconductor Circuits Hand- book chap. 10, John Wiley 1960) sont de types connus et actuellement couramment utilisés.
Le dispositif de comparaison II comporte un oscillateur à quartz 10 fournissant un signal de référence ir et un discriminateur de fréquence et de phase 11 alimenté par les signaux électriques i'e et de référence ir et délivrant un signal d'erreur it.
L'oscillateur à quartz 10 est le seul élément du dispositif de maintien de la vitesse du moteur à une valeur constante dont les variations de caractéristiques dues aux agents extérieurs tels que changement de température, chocs, vibrations, etc., ont pour conséquence une modification de cette valeur constante. Il est donc nécessaire de soigner tout particulièrement son exécution lorsqu'on désire obtenir de hautes précisions de marche. En fait, on utilise un oscillateur à quartz à transistor, stabilisé et thermo-compensé, pour obtenir la précision voulue.
Toutefois, dans des variantes, on pourrait utiliser un oscillateur de tout type connu, par exemple électronique (L-C ou R-C), électromécanique (diapason, magnétostriction, barreau vibrant, etc.) à ligne à retard, etc. La fréquence de l'oscillateur est gé- néralernent supérieure à 100 Hz et peut atteindre plusieurs MHz. Des oscillateurs donnant de bons résultats sont par exemple ceux décrits par S. Schwartz et al dans Selected Semiconductor Circuits Handbook chap. 5, John Wiley, 1960.
La précision de marche du moteur dépend donc uniquement de la précision et de la stabilité de la fréquence du signal de référence.
Le discriminateur de fréquence ou de phase 11 est également de type connu et peut être constitué par exemple par des multivibrateurs mono-stables du type décrit par F.C. Fitchen dans Transistor circuit analy- sis and design chap. 11, Van Nostrand, 1960.
Le signal d'erreur it fourni par le discriminateur de fréquence et de phase 11 est pratiquement nul tant que la fréquence du signal électrique i 'e est égale à la fréquence du signal de référence ir, tandis qu'il est égal à une valeur ito ou ito' lorsque la fréquence du signal électrique i'e est respectivement supérieure ou inférieure à celle du signal de référence ir.
Ce signal d'erreur it commande, par l'intermédiaire du relais III à action instantanée, c'est-à-dire possédant une constante de temps inférieure à 1 milli- seconde, généralement de l'ordre de la microseconde ou encore plus faible, constante de temps qui dans tous les cas est inférieure à la période du signal électrique i 'e d'alimentation du moteur.
Ce relais III est constitué par exemple par un multivibrateur bistable à transistor (voir F.C. Fitchen, cité ci-dessus) provoquant l'ouverture ou la fermeture d'un circuit d'alimentation IV du moteur, suivant que ledit signal d'erreur est égal à ito ou à ito' respectivement.
Ce circuit d'alimentation IV fournit une tension constante vo d'alimentation, mais cette alimentation est interrompue au rythme des impulsions du signal d'erreur, de sorte que le moteur 1 est alimenté par une succession d'impulsions de fréquence variable qui dans certains cas peut être approximativement égale à. la fréquence de référence et d'amplitude vo constante mais de durée modulée par le signal d'erreur.
La boucle de réglage constituée par le dispositif de détection I, le dispositif de comparaison II et le relais à action instantanée III, ne consomment que très peu d'énergie électrique représentant une très petite fraction de la puissance d'alimentation du moteur, cette fraction peut être inférieure à 1/10. L'arbre 5 du moteur 1 est relié mécaniquement à un indicateur horaire 13 par l'intermédiaire d'un réducteur à engrenages 1.2.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant: Lorsque le moteur électrique 1 est en rotation, le dispositif de détection I fournit un signal électrique i'e dont la fréquence est un multiple du nombre de tours par unité de temps de l'arbre 5 du moteur et dont la phase est liée à la, position angulaire de cet arbre 5.
L'oscillateur 10 du dispositif de comparaison II fournit le signal de référence ir dont la fréquence correspond à la vitesse de consigne du moteur. Les fréquences et les phases de ces deux signaux i e et ir sont comparées à l'aide du discriminateur de fréquence et de phase 11 qui fournit le signal d'erreur it dont la valeur est égale à ito tant que la fréquence du signal i 'e est plus élevée ou égale à celle du signal de référence ir et égale à ito' tant que la fréquence du signal i'e est inférieure à celle du signal de référence ir.
Ce signal d'erreur commande alors, par l'intermédiaire du relais à action instantanée III, l'ouverture ou la fermeture du circuit d'alimentation du moteur 1.
Dans ces conditions, tant que le moteur 1 tourne à une vitesse supérieure ou égale à sa vitesse de consigne, l'alimentation du moteur est interrompue. Par contre, dès que sa vitesse tombe au-dessous de sa vitesse de consigne, l'alimentation du moteur est rétablie et la tension vo d'alimentation est délivrée aux bornes du moteur jusqu'à ce que celui-ci ait repris sa vitesse de consigne, ce qui provoque la coupure de son alimentation.
Le moteur est donc alimenté par une succession d'impulsions d'amplitude constante égale à vo mais dont la largeur ou la durée de chacune d'entre elles est commandée par le signal d'erreur et donc par la vitesse instantanée du moteur.
La stabilité de la boucle de réglage de ce servomécanisme non linéaire dépend des fonctions de transfert et du temps, de réponse de chaque élément (moteur 1, dispositif de détection I, dispositif dé comparaison II et relais à action instantanée III). Deux cas sont intéressants pour la réalisation pratique d'un tel dispositif 1.
Un fonctionnement parfaitement stable, c'est-à- dire que lorsque la vitesse du moteur s'écarte de sa
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valeur de consigne, le servomécanisme décrit agit dans le sens du rétablissement- de la vitesse de consigne qui est atteinte après quelques oscillations. Lors d'une nouvelle perturbation le servomécanisme fonctionne et le cycle décrit recommence. La vitesse du moteur en fonction du temps présente alors la forme générale d'une succession - de trains d'oscillations rapidement amorties.
2. Un fonctionnement semi-stable pour lequel la vitesse oscille constamment de part et d'autre de sa valeur de consigne avec une fréquence et une amplitude déterminées par les différents éléments de la boucle de réglage. On peut donc, selon la. précision de marche désirée, agir sur les différents éléments de cette boucle de réglage afin de maintenir les écarts maxima de cette amplitude dans des -limites déterminées à l'avance, fonction de la précision exigée pour l'instrument horaire.
Il est évident que dans un tel dispositif, il faut; lorsque les fréquences des signaux électriques i'e et de référence 4r sont élevées, que le temps de réponse de la boucle soit faible par rapport à la période desdits signaux.
Une forme d'exécution du présent dispositif a été décrite mais il est évident que de nombreuses variantes peuvent être prévues.
En particulier, le dispositif de détection I pourrait ne comporter qu'un détecteur 2 -dans le cas où celui-ci délivrerait un signal électrique ie dont .la fréquence serait suffisamment élevée pour permettre une bonne comparaison et dont la forme serait adéquate.
En outre, ce détecteur pourrait être différemment constitué, par exemple la denture 6 pourrait être remplacée par une série de perçages équidistants répartis sur une circonférence de la roue 3.
D'une façon tout à fait générale, le détecteur peut être constitué par tout dispositif à excitation magnétique, optique, radioactive ou capacitive, où la variation des propriétés de la zone périphérique de la roue 3, au cours de sa rotation, provoque une variation des caractéristiques électriques du circuit capteur.
En outre, la roue-3 pourrait ne pas être solidaire de l'arbre 5 du moteur, mais entraînée par celui-ci par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réalisant déjà une multiplication du nombre de tours par unité de temps de l'arbre 5.
De nombreux -types de détecteurs répondant à ces exigences sont actuellement connus et disponibles sur le marché.
Le dispositif de comparaison II comporte, dans cette première- forme d'exécution, toujours un oscillateur de haute qualité: Par contre en lieu et place d'un discriminateur de fréquence et de phase, il pourrait comporter un discriminateur de phase seulement.
Dans :une autre variante, le discriminateur pourrait être remplacé par un dispositif de comptage à double entrée, tel qu'illustré par exemple à la fig. 4. Un tel dispositif de comptage du type capacitif comporte deux entrées alimentées respectivement par le signal électrique i'e et le signal de référence ir. Les impulsions de ces deux signaux sont comptées individuellement puis on forme la différence entre le nombre total d'impulsions provenant de chacune des entrées,
de sorte que ce compteur à double entrée délivre à chaque instant un signal d'erreur it fonction de cette différence entre les nombres d'impulsions des signaux i'e et ir comptés à partir de la mise en marche du dispositif.
Il est évident qu'il faut prévoir un compteur comm prenant une mémoire d'une capacité suffisante pour être toujours notablement supérieure au plus grand écart possible, étant donné le temps de réponse du servomécanisme, du nombre d'impulsions des signaux i e et ir. De cette manière,
les écarts instantanés tolérés de vitesse du moteur sont sensiblement plus grands que dans l'exemple décrit comportant un discrimina- teur et agissant à l'intérieur de l'intervalle de temps séparant deux impulsions successives. Toutefois, ici également, la vitesse et la position angulaire de l'arbre 5 du moteur sont maintenues à l'intérieur d'une certaine plage de réglage. Cela provient du fait que l'on totalise, pour commander le moteur, toutes les impul- sions des signaux ie et ir, ce qui peut ne pas être toujours le cas dans la première forme d'exécution.
De cette façon, on diminue légèrement la précision instantanée, mais par contre, la précision de fonctionnement sur une très longue durée (1 jour ou 1 an) est toujours égale à cette précision instantanée, quel que soit le laps de temps écoulé, ce qui dans certains cas constitue un avantage important.
Le discriminateur de fréquence et de phase de la première forme d'exécution peut être remplacé dans des variantes par tout type de mémoire à double entrée (compteur à accumulation: magnétique, électrique, électronique, capacitif, à ligne à retard, à corps solide) présentant une capacité d'emmagasinage suffisante par rapport aux fluctuations maximales admises de la vitesse du moteur.
A titre d'exemple, le schéma d'une réalisation concrète du dispositif selon la première forme d'exécution est donné à la fig. 3.
Dans cette réalisation le discriminateur de phase 11 est constitué par deux canaux comprenant l'un un multivibrateur monostable formé par les transistors p-n-p et l'autre par un multivibrateur monostable formé par des transistors n-p-n. De cette façon, on obtient deux canaux symétriques, l'un fonctionnant avec des impulsions d'entrée positives et l'autre avec des impulsions d'entrée négatives.
Le relais à action instantanée III est constitué par un multivibrateur bistable muni d'un circuit correctif maintenant le multivibrateur bistable dans l'un de ses états d'équilibre tant que les impulsions successives qui lui sont délivrées sont de même polarité.
Le fonctionnement de cette réalisation est le suivant: _ L'un des canaux du discriminateur reçoit la succession d'impulsions négatives formant le signal électrique i'e délivré par le dispositif de détection I, :tandis que l'autre canal de ce discriminateur reçoit la succession d'impulsions positives formant le signal de référence ir délivré par l'oscillateur de référence 10.
A la :sortie de chacun de ses canaux apparaît, déclenchée par chacune des impulsions d'entrée, une impulsion de même forme mais de polarité opposée.
Les sorties des deux canaux du discriminateur de phase étant reliées entre elles, ces deux impulsions sont donc additionnées algébriquement.
Selon que l'impulsion du signal électrique i e est en phase, en avance ou en retard sur l'impulsion du signal de référence ir, l'addition des deux impulsions de sortie correspondantes fournit une impulsion nulle, négative ou positive, constituant le signal d'erreur it à l'entrée du relais à action instantanée.
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L'arrivée d'une impulsion négative du signal d'erreur it sur le relais à action instantanée III correspondant à une vitesse .trop grande du moteur provoque, par l'intermédiaire du relais, l'interruption de la tension vo d'alimentation du moteur 1 d'une part, et le maintien du relais à action instantanée III dans cette position d'équilibre par l'intermédiaire du circuit correctif tant que d'autres impulsions négatives -lui sont délivrées, d'autre part.
Lorsqu'il arrive une impulsion positive du signal d'erreur it sur le relais à action instantanée III, correspondant à une vitesse trop faible du moteur, le relais bascule et applique la tension d'alimentation vo sur le moteur. En outre, grâce au circuit correctif, le relais restera dans cette seconde position d'équilibre tant que d'autres impulsions positives it se succède- ront, jusqu'à d'arrivée d'une impulsion négative it qui provoquera alors le basculement du relais à action instantanée III et ainsi de suite.
Dans la seconde forme d'exécution du dispositif illustré à la fig. 2, seul le dispositif de comparaison II est différent du dispositif. selon la première forme d'exécution.
Ce dispositif de comparaison II est constitué par un circuit sélectif formé par exemple par un filtre passe-haut (fig. 5) de précision dont la fréquence nominale ou -de coupure représente la valeur de référence correspondant à la vitesse de consigne du moteur. Ce filtre est le seul élément de la chaîne de réglage dont les variations de caractéristiques dues aux agents extérieurs, température, etc., agissent sur la vitesse de consigne du moteur, il doit donc être d'une exécution très soignée, stabilisé et thermocompensé. Ce filtre peut être notamment un filtre à quartz, à diapason, magnétostrictif, à ligne à retard, à barreau vibrant, etc.
Des filtres pouvant être utilisés sont décrits par exemple par R.W. Landee, D.C. Dawis, A.P. Albrecht dans K Electronic Designers Handbook , section 16, Me Graw-Hill 1957.
Ce filtre est alimenté par le signal électrique i'e fourni par le dispositif de détection I et délivre un signal d'erreur Ît pratiquement nul tant que la fréquence du signal électrique i e est inférieure à la fréquence de coupure du filtre et égale à une valeur ito dès que la fréquence du signal électrique est supérieure ou égale à cette fréquence de coupure du filtre. Ce signal d'erreur commande, par l'intermédiaire du relais à action instantanée III, la fermeture et l'ouverture du circuit d'alimentation du moteur lorsqu'il est nul ou égal à ito respectivement.
Cette seconde forme d'exécution présente l'avantage de ne faire intervenir dans la boucle de réglage que des éléments passifs. Celle-ci forme un circuit oscillateur.
Il est évident que diverses variantes peuvent être envisagées, en particulier que le filtre passe-haut soit remplacé par un filtre passe-bas. D'autres variantes pourraient comporter un résonateur ou un circuit accordé à la place du filtre.
Deux formes d'exécution et quelques variantes du dispositif selon l'invention ont été décrites et illustrées à titre d'exemple en référence à un moteur de faible puissance. Il est toutefois évident que toutes ces formes d'exécution et variantes peuvent sans aucune modification, être transposées au réglage de la vitesse de petits moteurs destinés à l'entraînement d'un quelcon- que dispositif ou instrument à l'exclusion d'un instrument pour la mesure du temps.
Il faut toutefois remarquer que chaque application présente, du point de vue précision, ses exigences propres, de sorte que les éléments du servomécanisme doivent âtre calculés en fonction des exigences requises pour la précision de marche du moteur.
Des formes d'exécution décrites, il ressort que le procédé présente les avantages principaux suivants par rapport aux dispositifs connus 1. Possibilité de maintenir la vitesse d'un moteur constante avec une grande précision. En effet, il est possible d'arriver sans difficultés à des précisions très élevées. En outre, il est possible de réaliser des moteurs dont la précision ne dépend plus de la durée de marche.
2. Un diviseur de fréquence n'est pas nécessaire, malgré -l'utilisation d'une fréquence de référence élevée. Cela permet d'éviter une source de pannes et de difficultés.
3. Tout le dispositif est très peu sensible aux facteurs extérieurs tels que température, vibrations, variations de la tension d'alimentation .et de la charge. En fait, seules les variations de caractéristiques de l'oscillateur ou du filtre dues à ces agents extérieurs influencent la précision de marche du moteur. Toutefois, il est actuellement relativement aisé de réaliser soit des oscillateurs, soit des filtres dont la sensibilité vis-à- vis des agents extérieurs est très faible.
4. La consommation de toute la boucle de réglage est négligeable par rapport à .la consommation du moteur.
5. Il est possible, grâce au temps de réponse faible, de l'ordre de da microseconde des éléments électroniques. du servo-mécanisme décrit, de régler avec la précision désirée la vitesse de petits moteurs à courant continu. Ceci permet d'obtenir un meilleur rendement qu'avec un moteur alternatif. En outre, les couples de démarrage et de service sont de l'ordre de quatre à cinq fois supérieurs avec un moteur à courant continu qu'avec un moteur à courant alternatif de même encombrement. Les moteurs à courant continu sont exempts de phénomènes pendulaires et de glissement; de tels phénomènes sont toujours très gênants.
6. L'absence du diviseur de fréquence permet une réalisation de faible volume. En effet, le diviseur de fréquence est généralement un élément volumineux, car il comporte au moins un ou deux étages basse fréquence dont les constituants sont de grandes dimensions.
7. Il est possible d'utiliser .le même dispositif d'alimentation pour le moteur et pour les circuits de la boucle de commande, toutes les alimentations étant effectuées en tension continue.
8. Le dispositif décrit ne comporte aucun amplificateur, ce qui simplifie considérablement tout le servomécanisme et permet un volume réduit et une bonne sécurité de fonctionnement notamment une indépendance accrue vis-à-vis du phénomène de température.
9. Grâce à ses caractéristiques, faible volume, faible consommation, haute précision, indifférence aux agents extérieurs, le dispositif décrit convient spécialement bien pour équiper des dispositifs autonomes et portatifs.
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10- La commande du moteur est du type tout ou rien , ce qui permet de simplifier dans de grandes mesures tout le servomécanisme.
11. Pour un même dispositif, il est possible, en changeant simplement l'élément de référence, oscillateur ou -filtre, de modifier la précision de la vitesse. On peut donc, par exemple, réaliser toute une gamme d'instruments de mesure de précisions diverses à partir d'éléments semblables, seul- l'élément de référence étant différent.
12. Il est possible, de commander plusieurs moteurs- simultanément en synchronisant plusieurs boucles de réglage sur -un même oscillateur- ou en commandant plusieurs moteurs à partir d'un moteur principal.
13. Il est possible de régler non seulement la vitesse d'un moteur, mais également de maintenir la position angulaire de l'arbre -du moteur à l'intérieur d'une plage de réglage pouvant être ajustée à l'aide des caractéristiques des éléments de la boucle de réglage.
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Method for maintaining constant with precision the speed and the angular position of a direct current micro-motor for driving all devices other than a time measuring instrument and device for its implementation Maintaining at constant speed with high precision of small electric motors,
with a power ranging from a few fractions of milli-watts to around a hundred watts intended for driving various devices but excluding time-measuring instruments, proves to be very difficult to achieve by currently known means . In devices such as cameras, recorders of all kinds, in particular sound recorders, recourse is had to the use of AC motors or micromotors, of the synchronous or synchronized asynchronous type.
It has been found that it is, in fact, impossible to regulate the speed of small DC motors with sufficient precision for these applications.
However, the use of alternating current motors is not satisfactory either. These motors have relatively low starting and operating torques in relation to their volume, of the order of two to five times lower than those of a direct current motor of the same volume.
In addition, synchronous AC motors exhibit pendular phenomena, that is to say that their rotor constantly oscillates around the angular position that it should occupy while asynchronous motors exhibit slip phenomena. These pendular and sliding phenomena are very troublesome in the aforementioned devices.
In virtually all currently existing servomechanisms or control loops, it is necessary to make use of an amplifier to amplify the error signal to a value sufficient to allow control of the servomotor. However, in applications where the response time of the servomechanism must be low, it is necessary to use electronic amplifiers, which always introduces the possibilities of error or imprecision in the adjustment, due to distortions and variations. of the amplification factor under the effect of temperature variations. In addition, these amplifiers must be treated and they greatly complicate and increase the cost of the servomechanism.
In addition, high precision instruments generally include a stabilized and thermo-compensated high frequency oscillator serving as a standard and a frequency divider which lowers the standard frequency to obtain a low frequency suitable for supplying an electric motor or micromotor.
This way of doing things has a major drawback: it is the difficulty of producing a frequency divider having a sufficient division factor, a stability meeting the required precision, low consumption, as well as a sufficiently small overall volume for make the instrument portable and independent.
There are relay devices making it possible to detect the passage of a rotating shaft through a determined speed or to correct variations in speed. However, none of the solutions proposed to date makes it possible to simultaneously achieve the following conditions a) maintain the speed and the phase with precision and independently of the elapsed time, b) have a great stability ensured by an ultra-fast correction of very small deviations ; c) use as a reference element a high frequency (therefore precise and low volume) and static element.
The present invention relates to an adjustment method as well as a device for its implementation, making it possible to satisfy the aforementioned points.
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It relates to a method - for maintaining constant with precision the speed and the angular position of a direct current micromotor for driving all devices other than a time measuring instrument, according to which an electrical signal is formed. - whose frequency is a multiple of the instantaneous speed of rotation - of the motor shaft and whose phase is linked to the instantaneous angular position of the shaft of said motor,
- characterized by the fact that a two-level error signal is formed by the frequency and phase comparison simultaneously, of this electrical signal with a reference value corresponding to the speed and to the setpoint angular position of the motor shaft;
this error signal having a first value when the speed- and the phase of the motor- are respectively above -in advance with respect to the reference value and a second value when the speed and the phase of the -motor are at below respectively lagging behind the reference value, then controlling by means of this error signal the opening or closing of a power supply or motor control circuit. _ The device for implementing the method comprises -a - device - for detecting the number of revolutions per unit of time and the angular position of the shaft of the --motor,
comprising a movable part driven by the motor shaft and a fixed part delivering an electrical signal the frequency of which is a multiple of the number of motor revolutions per unit of time and the phase of which is linked to the angular position of the motor shaft,
characterized in that it further comprises a frequency and phase comparison device comparing at each instant a reference value corresponding to the speed and to the setpoint angular position of the motor shaft with said electrical signal and providing a two-level error signal having a first value when the motor speed and phase are above respectively ahead of the reference value and a second value when the motor speed and phase are at. - below respectively lagging behind the reference value,
as well as an instantaneous-action relay controlled by said error signal and causing the opening or closing of the supply circuit or of the motor control.
The appended drawing illustrates schematically and by way of example different embodiments and variants of the device according to the invention.
Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment.
Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment.
Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the device according to the first embodiment. Fig. 4 is a block diagram of a comparison device which can be used in the first embodiment.
Fig. 5 is a block diagram of a comparison device which can be used in the second embodiment.
Figs. 6 and 7 very schematically illustrate, by way of example, a front and side view of a detector.
Fig. 8 represents various superimposed curves illustrating the waveforms at different points of the circuit of FIG. 3 for different engine operating modes.
The motor 1 is, in the example illustrated, a direct current micromotor with a permanent magnet, but it could also consist of any direct current motor whose inductor field is generated by a current, with or without a collector, or else by any unidirectional motor that can be controlled by rapid pulses.
The motor is controlled by acting <stout or nothing on its power supply. However, when using another type of motor, the control could be done by acting on all or nothing on any of the electrical parameters influencing the speed of rotation of the motor, for example on the excitation.
In fig. 1 and 2 are distinguished 1. a detection device 1 supplying an electrical signal whose frequency is a multiple of the number of revolutions per unit time of the motor shaft and whose phase is linked to the angular position of this tree. _ _ 2. a comparison device II de- this electrical signal to a reference value corresponding to the setpoint speed of the motor and delivering an error signal depending on -the difference- between this electrical signal and this reference value. _.
3. an instantaneous-action relay III controlled by the error signal and causing the opening or closing of the electric motor supply circuit.
4. An IV power supply circuit providing a constant voltage. In the first embodiment, illustrated in FIG. 1, the detection device 1 comprises - an engine speed sensor 2 and an electronic multiplier 9.
The detector 2 (fig. 6 and 7) comprises, in the example illustrated, a movable part 3 driven by the motor shaft and a fixed part 4 or reader, delivering electrical pulses. The mobile part 3 is constituted by a toothed wheel made of ferromagnetic material integral with the shaft 5 of the motor 1, while the fixed part 4 constitutes a magnetic circuit whose ends are arranged on either side of the toothing 6 carried by the wheel 3.
This magnetic circuit comprises a permanent magnet 7 and a receiving coil 8: When the shaft 5 of the motor turns, it drives the moving part 3, which causes the toothing # 6_ to travel opposite the poles of the magnetic circuit 4.
The réluctnce of the magnetic circuit 4 is _donc modified, -so that each passage of a tooth of the teeth 6 in: the air gap of this magnetic circuit, the receiver coil 8 is the seat of an electric pulse ie. The succession of these electric pulses, ie constitutes an electric signal whose frequency is a multiple (equal to the number of teeth of the toothing 6) of the number of revolutions per unit of time of the shaft 5 of the motor 1 and whose phase is linked to. -the angular position of this shaft 5.
This detector in fact constitutes an electromechanical frequency multiplier providing from a relatively low frequency for example of the order of a few Hz or a few di-
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zains of Hz corresponding to the speed of rotation of the motor, a signal having a high frequency; it is this signal that we compare with precision to a reference value.
In the example illustrated, the electromechanical frequency multiplier detector is followed by an electronic frequency multiplier 9 further increasing the frequency of the signal supplied by the reader 4 and shaping, when necessary, the pulses of this electrical signal to to give them a form facilitating their subsequent precise comparison. This electronic multiplier 9 is therefore supplied by the signal ie and delivers an electrical signal i'e the frequency of which is also a multiple of the number of revolutions per unit of time of the shaft 5 of the motor and the phase of which is also linked to the angular position of this shaft 5.
The electromechanical frequency multiplier (see B. Chance et al in <c Waveforms, MIT series No 99, Me Graw Hill chaps. 12 and 15, 1949) or detector 2 and the electronic multiplier 9 (see S. Schwarz et al. (c Selected Semiconductor Circuits Handbook chap. 10, John Wiley 1960) are of known types and currently in common use.
The comparison device II comprises a quartz oscillator 10 supplying a reference signal ir and a frequency and phase discriminator 11 supplied by the electrical signals i'e and reference ir and delivering an error signal it.
The quartz oscillator 10 is the only element of the device for maintaining the speed of the motor at a constant value, the characteristics of which variations due to external agents such as change in temperature, shocks, vibrations, etc., result in a modification. of this constant value. It is therefore necessary to take particular care in its execution when it is desired to obtain high running precision. In fact, we use a quartz crystal oscillator, stabilized and thermo-compensated, to obtain the desired precision.
However, in variants, one could use an oscillator of any known type, for example electronic (L-C or R-C), electromechanical (tuning fork, magnetostriction, vibrating bar, etc.) with delay line, etc. The frequency of the oscillator is generally greater than 100 Hz and can reach several MHz. Oscillators giving good results are, for example, those described by S. Schwartz et al in Selected Semiconductor Circuits Handbook chap. 5, John Wiley, 1960.
The running accuracy of the motor therefore depends only on the accuracy and frequency stability of the reference signal.
The frequency or phase discriminator 11 is also of a known type and can be constituted, for example, by mono-stable multivibrators of the type described by F.C. Fitchen in Transistor circuit analyzes and design chap. 11, Van Nostrand, 1960.
The error signal it supplied by the frequency and phase discriminator 11 is practically zero as long as the frequency of the electrical signal i 'e is equal to the frequency of the reference signal ir, while it is equal to a value ito or ito 'when the frequency of the electric signal i'e is respectively greater or less than that of the reference signal ir.
This error signal it controls, via the instantaneous-acting relay III, that is to say having a time constant of less than 1 millisecond, generally of the order of a microsecond or even lower. , time constant which in all cases is less than the period of the electric signal i 'e to supply the motor.
This relay III is formed for example by a bistable transistor multivibrator (see FC Fitchen, cited above) causing the opening or closing of a supply circuit IV of the motor, depending on whether said error signal is equal to ito or to ito 'respectively.
This supply circuit IV provides a constant supply voltage vo, but this supply is interrupted at the rate of the pulses of the error signal, so that the motor 1 is supplied by a succession of pulses of variable frequency which in some cases case can be approximately equal to. the reference frequency and amplitude vo constant but of duration modulated by the error signal.
The adjustment loop formed by the detection device I, the comparison device II and the instantaneous-action relay III, consume very little electrical energy representing a very small fraction of the power supplied to the motor, this fraction can be less than 1/10. The shaft 5 of the motor 1 is mechanically connected to a time indicator 13 via a gear reducer 1.2.
The operation of the device described is as follows: When the electric motor 1 is rotating, the detection device I supplies an electric signal i'e the frequency of which is a multiple of the number of revolutions per unit of time of the shaft 5 of the motor and whose phase is linked to the angular position of this shaft 5.
The oscillator 10 of the comparison device II supplies the reference signal ir, the frequency of which corresponds to the reference speed of the motor. The frequencies and the phases of these two signals ie and ir are compared using the frequency and phase discriminator 11 which supplies the error signal it whose value is equal to ito as long as the frequency of the signal i 'e is greater than or equal to that of the reference signal ir and equal to ito 'as long as the frequency of the signal i'e is lower than that of the reference signal ir.
This error signal then controls, via the instantaneous-action relay III, the opening or closing of the supply circuit of motor 1.
Under these conditions, as long as the motor 1 rotates at a speed greater than or equal to its reference speed, the supply of the motor is interrupted. On the other hand, as soon as its speed falls below its reference speed, the motor power supply is restored and the supply voltage vo is delivered to the motor terminals until the latter has resumed its speed of setpoint, which cuts off its power supply.
The motor is therefore supplied by a succession of pulses of constant amplitude equal to vo but the width or duration of each of which is controlled by the error signal and therefore by the instantaneous speed of the motor.
The stability of the adjustment loop of this nonlinear servomechanism depends on the transfer functions and the time and response of each element (motor 1, detection device I, comparison device II and instantaneous action relay III). Two cases are interesting for the practical realization of such a device 1.
Perfectly stable operation, i.e. when the engine speed deviates from its
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setpoint value, the described servomechanism acts to restore the setpoint speed which is reached after a few oscillations. In the event of a new disturbance, the servomechanism operates and the described cycle begins again. The speed of the motor as a function of time then presents the general form of a succession - of trains of oscillations which are rapidly damped.
2. Semi-stable operation in which the speed constantly oscillates on either side of its setpoint with a frequency and an amplitude determined by the various elements of the adjustment loop. We can therefore, according to the. desired rate of operation, act on the various elements of this adjustment loop in order to maintain the maximum deviations of this amplitude within limits determined in advance, depending on the precision required for the time instrument.
It is obvious that in such a device, it is necessary; when the frequencies of the electrical signals i'e and of reference 4r are high, that the response time of the loop is low compared to the period of said signals.
An embodiment of the present device has been described but it is obvious that many variants can be provided.
In particular, the detection device I could include only one detector 2 — in the event that the latter delivers an electrical signal, ie the frequency of which is sufficiently high to allow a good comparison and the shape of which is adequate.
In addition, this detector could be made differently, for example the toothing 6 could be replaced by a series of equidistant holes distributed over a circumference of the wheel 3.
In a quite general way, the detector can be formed by any device with magnetic, optical, radioactive or capacitive excitation, where the variation of the properties of the peripheral zone of the wheel 3, during its rotation, causes a variation electrical characteristics of the sensor circuit.
In addition, the wheel-3 could not be integral with the shaft 5 of the motor, but driven by the latter via a gear train already carrying out a multiplication of the number of revolutions per unit time of tree 5.
Many types of detectors meeting these requirements are currently known and available on the market.
The comparison device II comprises, in this first embodiment, always a high quality oscillator: On the other hand, instead of a frequency and phase discriminator, it could include a phase discriminator only.
In: another variant, the discriminator could be replaced by a double input counting device, such as illustrated for example in FIG. 4. Such a capacitive-type counting device comprises two inputs supplied respectively by the electrical signal i'e and the reference signal ir. The pulses of these two signals are counted individually then the difference is formed between the total number of pulses coming from each of the inputs,
so that this double-input counter delivers at each instant an error signal it depending on this difference between the number of pulses of the signals i'e and ir counted from the start of the device.
It is obvious that it is necessary to provide a comm counter taking a memory of sufficient capacity to always be significantly greater than the greatest possible difference, given the response time of the servomechanism, of the number of pulses of the signals i e and ir. In this way,
the permissible instantaneous deviations in engine speed are appreciably greater than in the example described comprising a discriminator and acting within the time interval separating two successive pulses. However, here also the speed and the angular position of the motor shaft 5 are kept within a certain adjustment range. This arises from the fact that, in order to control the motor, all the pulses of the signals ie and ir are totaled, which may not always be the case in the first embodiment.
In this way, the instantaneous precision is slightly reduced, but on the other hand, the operating precision over a very long period (1 day or 1 year) is always equal to this instantaneous precision, whatever the elapsed time lapse, which in some cases is a significant advantage.
The frequency and phase discriminator of the first embodiment can be replaced in variants by any type of dual input memory (storage counter: magnetic, electric, electronic, capacitive, delay line, solid body) having sufficient storage capacity in relation to the maximum permissible fluctuations in engine speed.
By way of example, the diagram of a concrete embodiment of the device according to the first embodiment is given in FIG. 3.
In this embodiment, the phase discriminator 11 is formed by two channels, one comprising a monostable multivibrator formed by p-n-p transistors and the other by a monostable multivibrator formed by n-p-n transistors. In this way, two symmetrical channels are obtained, one operating with positive input pulses and the other with negative input pulses.
The instantaneous-action relay III is constituted by a bistable multivibrator provided with a corrective circuit maintaining the bistable multivibrator in one of its states of equilibrium as long as the successive pulses which are delivered to it are of the same polarity.
The operation of this embodiment is as follows: One of the channels of the discriminator receives the succession of negative pulses forming the electrical signal i'e delivered by the detection device I,: while the other channel of this discriminator receives the succession of positive pulses forming the reference signal ir delivered by the reference oscillator 10.
At the: output of each of its channels appears, triggered by each of the input pulses, a pulse of the same shape but of opposite polarity.
The outputs of the two channels of the phase discriminator being linked together, these two pulses are therefore added algebraically.
Depending on whether the pulse of the electrical signal ie is in phase, ahead or behind the pulse of the reference signal ir, the addition of the two corresponding output pulses provides a zero, negative or positive pulse, constituting the signal d 'it error at the input of the instantaneous relay.
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The arrival of a negative pulse of the error signal it on the instantaneous-action relay III corresponding to an excessively high motor speed causes, via the relay, the interruption of the supply voltage vo to the motor. motor 1 on the one hand, and maintaining the instantaneous-action relay III in this equilibrium position by means of the corrective circuit as long as other negative pulses are delivered to it, on the other hand.
When a positive pulse of the error signal it arrives on the instantaneous-action relay III, corresponding to an excessively low motor speed, the relay switches and applies the supply voltage vo to the motor. In addition, thanks to the corrective circuit, the relay will remain in this second equilibrium position as long as other positive pulses it follow one another, until a negative pulse it arrives which will then cause the relay to switch. instantaneous III and so on.
In the second embodiment of the device illustrated in FIG. 2, only the comparison device II is different from the device. according to the first embodiment.
This comparison device II is constituted by a selective circuit formed for example by a high-pass filter (FIG. 5) of precision, the nominal or cut-off frequency of which represents the reference value corresponding to the reference speed of the motor. This filter is the only element in the adjustment chain whose variations in characteristics due to external agents, temperature, etc., act on the setpoint speed of the motor, it must therefore be very neat, stabilized and thermocompensated. This filter may in particular be a quartz, tuning fork, magnetostrictive, delay line, vibrating bar filter, etc.
Filters which can be used are described, for example, by R.W. Landee, D.C. Dawis, A.P. Albrecht in K Electronic Designers Handbook, section 16, Me Graw-Hill 1957.
This filter is supplied by the electrical signal i'e supplied by the detection device I and delivers an error signal Ît practically zero as long as the frequency of the electrical signal ie is less than the cut-off frequency of the filter and equal to a value ito as soon as the frequency of the electrical signal is greater than or equal to this filter cut-off frequency. This error signal controls, via the instantaneous-action relay III, the closing and opening of the motor supply circuit when it is zero or equal to ito respectively.
This second embodiment has the advantage of only involving passive elements in the adjustment loop. This forms an oscillator circuit.
It is obvious that various variants can be envisaged, in particular that the high pass filter is replaced by a low pass filter. Other variants could include a resonator or a tuned circuit in place of the filter.
Two embodiments and some variants of the device according to the invention have been described and illustrated by way of example with reference to a low power motor. It is however obvious that all these embodiments and variants can be transposed without any modification to the speed control of small motors intended for driving any device or instrument with the exclusion of an instrument. for the measurement of time.
It should be noted, however, that each application has, from the point of view of precision, its own requirements, so that the elements of the servomechanism must be calculated according to the requirements required for the running precision of the motor.
From the embodiments described, it emerges that the method has the following main advantages over known devices 1. Possibility of maintaining the speed of an engine constant with great precision. In fact, it is possible to arrive at very high precision without difficulty. In addition, it is possible to produce motors whose precision no longer depends on the running time.
2. A frequency divider is not required, despite using a high reference frequency. This avoids a source of breakdowns and difficulties.
3. The whole device is very insensitive to external factors such as temperature, vibrations, variations in the supply voltage and the load. In fact, only the variations in characteristics of the oscillator or of the filter due to these external agents influence the running precision of the motor. However, it is currently relatively easy to produce either oscillators or filters whose sensitivity to external agents is very low.
4. The consumption of the entire control loop is negligible compared to the consumption of the motor.
5. It is possible, thanks to the low response time, of the order of da microseconds of electronic elements. of the servo-mechanism described, to regulate with the desired precision the speed of small DC motors. This makes it possible to obtain better efficiency than with a reciprocating motor. In addition, the starting and operating torques are of the order of four to five times greater with a DC motor than with an AC motor of the same size. DC motors are free from pendulum and slip phenomena; such phenomena are always very troublesome.
6. The absence of the frequency divider allows a low volume realization. Indeed, the frequency divider is generally a bulky element, because it comprises at least one or two low frequency stages, the constituents of which are large.
7. It is possible to use the same power supply device for the motor and for the circuits of the control loop, all the supplies being made in direct voltage.
8. The device described does not include any amplifier, which considerably simplifies the entire servomechanism and allows a reduced volume and good operating safety, in particular increased independence with respect to the temperature phenomenon.
9. Owing to its characteristics, low volume, low consumption, high precision, indifference to external agents, the device described is particularly suitable for equipping autonomous and portable devices.
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10- The motor control is of the all or nothing type, which makes it possible to simplify the entire servomechanism to a large extent.
11. For the same device, it is possible, by simply changing the reference element, oscillator or -filter, to modify the speed precision. It is therefore possible, for example, to produce a whole range of measuring instruments of various precision from similar elements, only the reference element being different.
12. It is possible to control several motors simultaneously by synchronizing several adjustment loops on the same oscillator or by controlling several motors from a main motor.
13. It is possible to adjust not only the speed of a motor, but also to keep the angular position of the motor shaft within an adjustment range which can be adjusted using the characteristics of the motor. elements of the adjustment buckle.