Dispositif de commutation automatique L'invention concerne un dispositif de commutation automatique d'un grand nombre de directions.
De tels dispositifs sont depuis longtemps en usage dans l'industrie. Il est notamment connu d'utiliser des relais électromécaniques, dont l'exploration est assurée par un moteur électrique entraînant des balais. La com mutation réalisée par de tels dispositifs nécessite un entretien important dû principalement à l'usure des balais.
L'emploi de commutateurs du type téléphonique per met une commutation plus rapide, de l'ordre de 50 points/seconde, mais nécessite des réglages mécaniques fréquents et un entretien important dû également à l'usure des contacts. Le nombre de fonctionnements est ainsi limité à 50.106.
Les problèmes de tenue des relais sont actuellement mieux résolus par l'emploi de relais scellés ou de relais statiques à transistor. De tels relais sont couramment utilisés pour la commutation dans les calculateurs numé riques, où le bon fonctionnement exige que les signaux soient transmis sans altération avec des fréquences de commutation atteignant 250 points/seconde.
Généralement, les relais transmettant ces signaux (ou relais de mesure ), sont disposés en matrice et com mandés par des relais de commande convenablement excités par un groupe de comptage à transistor.
Ce groupe de comptage comprend des circuits de comptage, de décodage et d'amplification lui permet tant d'exciter convenablement et avec le niveau suffisant les relais de commande.
Il reçoit lui-même les impulsions qu'il compte d'un dis positif appelé horloge. De tels dispositifs de commuta tion permettent de hautes performances en rapidité et en nombre de directions. Mais leur constitution est com plexe et onéreuse, et leur entretien nécessite l'interven tion de spécialistes, en sorte que de tels dispositifs se prêtent peu à des utilisations autres que celles des cal culateurs.
La présente invention a pour objet un dispositif de commutation automatique d'un grand nombre de direc tions comprenant un groupe de relais dits de mesure dis posés en matrice, des moyens de comptage et des moyens de commande des relais de mesure, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande sont constitués par un groupe de comptage à relais électromécaniques reliés directement aux relais de mesure.
Ce dispositif présente l'avantage d'utiliser les mêmes relais pour la commande des relais de mesure et pour le comptage. Un autre avantage réside dans l'utilisation de relais électromécaniques, qui simplifie la mise au point et l'entretien du commutateur.
On utilise avantageusement comme relais de comp tage des relais unipolaires dont l'unique contact sert à la fois au comptage et à l'excitation des relais de mesure.
Les schémas représentés aux fig. 1 et 2 montrent, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un dispositif objet de la présente invention.
Dans un dispositif de régulation séquentielle de tem pérature, représenté schématiquement sur les fig. 1 et 2, des sondes à résistance 1 plongées dans un corps 2 dont on veut régler la température transmettent par les canaux 3 des signaux électriques aux relais de mesure 4. Ces signaux sont ensuite dirigés sur un pont de Wheatstone 5. Le signal de sortie du pont est amplifié par un amplificateur de zéro 6 comportant un détecteur de phase, puis mis en forme par un circuit 7. Ce signal, aiguillé de nouveau par les relais 4, actionne un relais 8 qui garde en mémoire sa polarité, et commande l'organe de chauffe 9 du dispositif 2.
Les lignes et les colonnes de relais de mesure 4 sont reliées directement à des relais électromécaniques, fai- sant partie des échelles de comptage 10 et 11, elles- mêmes actionnées par l'horloge 12. L'horloge 12, com posée de relais mouillés au mercure, est commandée par le réseau et valide en outre le circuit de mise en forme 7.
Elle peut également commander le traitement ulté rieur des signaux d'entrée en assurant l'entraînement des différentes opérations du traitement de ces signaux.
Ces relais de comptage 13, 14 comptent, de façon en soi connue, les impulsions qui leur sont délivrées par l'horloge 12, ce qui signifie qu'à chaque instant la posi tion des relais de comptage 13, 14 est fonction du nom bre d'impulsions reçues. Les relais de comptage 13, 14 sont disposés en deux échelles 10, 11 de sorte que chaque ligne de la matrice des relais de mesure 4 soit reliée directement à un relais de la première échelle de comp tage 10, chaque colonne de la matrice considérée étant reliée directement à un relais de la deuxième échelle de comptage 14.
Par liaison directe, on entend que le signal n'est ni modifié ni amplifié au cours de sa transmission des relais de comptage 13, 14 aux relais de mesure 4.
Selon la fig. 2, pour qu'un relais 4 soit excité il faut que les relais de comptage correspondants 13 et 14 fai sant respectivement partie des échelles 10 et 11, soient polarisés de sorte qu'un courant de sens déterminé tra verse le bobinage du relais 4. Le comptage sur l'échelle 11 polarise les relais 14 positivement, et le comptage sur l'échelle 10 polarise les relais 13 négativement. L'échelle 10 avance d'un pas chaque fois que l'échelle 11 a fait un tour complet. Par exemple à un instant donné le relais 13' de l'échelle 10 est enclenché ainsi que le relais 14' de l'échelle 11 de sorte que le relais de mesure 4' est excité.
A l'impulsion suivante le relais 14" de l'échelle 11 est enclenché alors que le relais 14' retombe et c'est le relais de mesure 4" qui est excité.
Les deux échelles de comptage 10 et 11 comman dent les lignes et les colonnes de la matrice de sorte que tous les relais de mesure 4 soient excités séquentielle ment.
Les relais de mesure 4 sont des relais scellés à lame souple et à contacts en métal précieux. Ils ne sont pas polarisés en sorte qu'une diode de redressement par relais de mesure est nécessaire pour que lesdits relais ne soient excités qu'une seule fois au cours du cycle. Ces mêmes relais de mesure peuvent comporter d'autres contacts, permettant de transmettre en sens inverse le signal ainsi traité.
L'amplificateur 6 est du type différentiel, à faible constante de temps, ce qui permet de réaliser une explo ration de 4 points/seconde. L'appareil décrit permet de régler en tout ou rien vingt températures avec une période d'échantillonnage de 5 secondes. La fiabilité des divers organes décrite ci-dessus et de leur montage permet d'obtenir 400.10 manoeuvres sans incident.
L'exemple précédent a décrit plus particulièrement un dispositif commutateur adapté à la régulation de températures, mais il est clair que le dispositif décrit peut aussi bien être adapté à la régulation de toute gran deur traduisible par un signal électrique. Un tel dispositif peut également être appliqué à la surveillance de toute grandeur analogique, ou de signaux tout ou rien.
L'ordre dans lequel les relais sont excités peut être modifié comme on le désire, par câblage approprié des échelles de comptage ou par adjonction d'échelles sup plémentaires. Ceci est particulièrement utile lorsqu'on veut par exemple faire usage de filtres sur les circuits de mesure, dans le but de permettre la stabilisation de ces filtres.
Les signaux de sortie du commutateur décrit pour ront être utilisés directement sans amplification, si le niveau d'entrée du dispositif utilisateur est suffisant.
Le dispositif décrit permet de transmettre aux dis positifs utilisateurs des tensions de quelques dizaines de volts. Ces signaux sont souvent suffisants pour attaquer sans amplification le dispositif utilisateur, ce qui pré sente l'avantage de simplifier les circuits et de réduire le prix de revient de l'installation. Il est ainsi possible d'attaquer directement une imprimante, ou tout autre organe présentant un seuil d'entrée convenable.
Dans la réalisation décrite ci-dessus, la vitesse de commutation est limitée à 4 points/seconde. L'emploi de relais de comptage plus rapides, par exemple des relais mouillés au mercure, permet d'atteindre des vitesses de commutation de 50 points/seconde, tout en augmentant considérablement la fiabilité.
Automatic switching device The invention relates to a device for automatically switching a large number of directions.
Such devices have long been in use in industry. It is in particular known to use electromechanical relays, the exploration of which is ensured by an electric motor driving brushes. The switching carried out by such devices requires significant maintenance due mainly to the wear of the brushes.
The use of telephone type switches allows faster switching, of the order of 50 points / second, but requires frequent mechanical adjustments and significant maintenance, also due to wear of the contacts. The number of operations is thus limited to 50,106.
Relay withstand problems are currently best solved by the use of sealed relays or solid state relays with transistor. Such relays are commonly used for switching in digital computers, where proper operation requires that signals be transmitted unaltered with switching frequencies up to 250 points / second.
Generally, the relays transmitting these signals (or measurement relays) are arranged in a matrix and controlled by control relays suitably energized by a transistor counting group.
This counting group includes counting, decoding and amplification circuits so that it can excite the control relays properly and with sufficient level.
It itself receives the impulses it counts from a positive device called a clock. Such switching devices allow high performance in terms of speed and number of directions. But their constitution is complex and expensive, and their maintenance requires the intervention of specialists, so that such devices are not very suitable for uses other than those of calculators.
The present invention relates to a device for automatic switching of a large number of directions comprising a group of so-called measuring relays arranged in a matrix, counting means and means for controlling the measuring relays, characterized by the fact that said control means are constituted by a counting group with electromechanical relays directly connected to the measurement relays.
This device has the advantage of using the same relays for controlling the measurement relays and for counting. Another advantage is the use of electromechanical relays, which simplifies the setup and maintenance of the switch.
Unipolar relays are advantageously used as counting relays, the single contact of which serves both for counting and for energizing the measurement relays.
The diagrams shown in fig. 1 and 2 show, by way of example, an embodiment of a device which is the subject of the present invention.
In a sequential temperature control device, shown schematically in FIGS. 1 and 2, resistance thermometers 1 immersed in a body 2, the temperature of which is to be regulated, transmit electrical signals via channels 3 to measurement relays 4. These signals are then sent to a Wheatstone bridge 5. The output signal of the bridge is amplified by a zero amplifier 6 comprising a phase detector, then shaped by a circuit 7. This signal, again directed by the relays 4, actuates a relay 8 which keeps its polarity in memory, and controls l heater 9 of device 2.
The rows and columns of measurement relays 4 are connected directly to electromechanical relays, forming part of the counting scales 10 and 11, themselves actuated by the clock 12. The clock 12, made up of wet relays mercury, is controlled by the network and also validates the shaping circuit 7.
It can also control the subsequent processing of the input signals by ensuring the training of the various operations of the processing of these signals.
These counting relays 13, 14 count, in a manner known per se, the pulses delivered to them by the clock 12, which means that at each instant the position of the counting relays 13, 14 depends on the number. of pulses received. The counting relays 13, 14 are arranged in two scales 10, 11 so that each row of the matrix of measurement relays 4 is connected directly to a relay of the first counting scale 10, each column of the matrix considered being connected directly to a relay of the second counting scale 14.
By direct link, it is meant that the signal is neither modified nor amplified during its transmission from the counting relays 13, 14 to the measurement relays 4.
According to fig. 2, for a relay 4 to be energized, the corresponding counting relays 13 and 14, which are respectively part of the scales 10 and 11, must be polarized so that a current of a given direction passes through the coil of the relay 4. Counting on scale 11 biases relays 14 positively, and counting on scale 10 biases relays 13 negatively. Scale 10 advances one step each time scale 11 has made a full turn. For example, at a given moment, relay 13 'of scale 10 is activated as well as relay 14' of scale 11 so that measurement relay 4 'is energized.
At the next pulse, relay 14 "of scale 11 is activated while relay 14 'drops out and it is measurement relay 4" which is energized.
The two counting scales 10 and 11 control the rows and columns of the matrix so that all measurement relays 4 are sequentially energized.
The measuring relays 4 are sealed relays with flexible blade and precious metal contacts. They are not polarized so that a rectifier diode per measuring relay is necessary so that said relays are energized only once during the cycle. These same measurement relays can include other contacts, making it possible to transmit the signal thus processed in the reverse direction.
Amplifier 6 is of the differential type, with a low time constant, which makes it possible to carry out an evaluation of 4 points / second. The apparatus described allows twenty temperatures to be set on / off with a sampling period of 5 seconds. The reliability of the various components described above and of their assembly makes it possible to obtain 400.10 operations without incident.
The previous example described more particularly a switching device suitable for regulating temperatures, but it is clear that the device described can equally well be suitable for regulating any size that can be translated by an electrical signal. Such a device can also be applied to the monitoring of any analog quantity, or of all or nothing signals.
The order in which the relays are energized can be changed as desired, by appropriate wiring of the counting scales or by adding additional scales. This is particularly useful when, for example, it is desired to make use of filters on the measurement circuits, with the aim of allowing the stabilization of these filters.
The output signals of the switch described can be used directly without amplification, if the input level of the user device is sufficient.
The device described makes it possible to transmit voltages of a few tens of volts to the user devices. These signals are often sufficient to drive the user device without amplification, which has the advantage of simplifying the circuits and reducing the cost of the installation. It is thus possible to directly attack a printer, or any other device having a suitable entry threshold.
In the embodiment described above, the switching speed is limited to 4 points / second. The use of faster counting relays, for example mercury wetted relays, allows switching speeds of 50 points / second to be achieved while considerably increasing reliability.