FR2512308A1 - Appareil et procede de commande du passage du courant d'une source dans un element de chauffage par resistance - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE DESTINE A REGULER LE DEBIT DU COURANT PASSANT DANS UN ELEMENT DE CHAUFFAGE PAR RESISTANCE AFIN DE MAINTENIR CET ELEMENT A UNE TEMPERATURE PREDETERMINEE SOUHAITEE. LE DISPOSITIF COMPORTE UNE SOURCE 4 DE COURANT ALIMENTANT UN ELEMENT 2 DE CHAUFFAGE PAR RESISTANCE, UN CIRCUIT 10 DE MESURE DE LA CHUTE DE TENSION DANS L'ELEMENT CHAUFFANT 2, UN CIRCUIT 6 DE MESURE DU COURANT PASSANT DANS CET ELEMENT 2, UN CIRCUIT 12 DE CALCUL DE LA VALEUR QUE DOIT PRENDRE LA RESISTANCE DE L'ELEMENT CHAUFFANT 2 A UNE TEMPERATURE PREVUE, ET UN CIRCUIT 14 DE COMPARAISON QUI PRODUIT UN SIGNAL DE COMMANDE CTL CORRESPONDANT A LA DIFFERENCE ENTRE LA VALEUR DU SIGNAL DE TENSION ET LE PRODUIT DU SIGNAL DU COURANT ET DU SIGNAL DE LA RESISTANCE CALCULEE. DOMAINE D'APPLICATION: APPAREILS ET DISPOSITIFS DE CHAUFFAGE ELECTRIQUES A REGULATION PRECISE.

Description

i L'invention concerne un dispositif de commande qui chauffe un élément de

chauffage par résistance à une

température souhaitée, et plus particulièrement un dispo-

sitif de commande qui régule le débit du courant à travers l'élément de chauffage par résistance conformément à la

relation entre la chute de tension aux bornes de cet élé-

ment de chauffage, du débit de courant traversant l'élément chauffant et de la résistance prévue de cet élément

chauffant à une température prédéterminée.

Les éléments de chauffage par résistance consti-

tuent un moyen simple et pratique, du point de vue écono-

mique, pour produire de la chaleur dans des situations très diverses Par exemple, des dispositifs aussi divers que ceux utilisés dans le domaine des appareils domestiques, dans le domaine des équipements industriels et dans le domaine des instruments médicaux/chirurgicaux, utilisent

tous des éléments de chauffage par résistance pour attein-

dre ou maintenir des températures souhaitées sous diverses conditions Dans certaines applications telles que des

systèmes de chauffage domestique, une régulation de tempé-

rature par commande relativement grossière de l'élément de chauffage par résistance suffit pour satisfaire les demandes de température D'autres applications, telles que celles impliquant l'utilisation de lames de scalpel

hémostatique au cours d'interventions chirurgicales, exi-

gent une régulation précise de la température de l'élément de chauffage par résistance Les avantages et donc les

bénéfices résultant de la réalisation d'un appareil capa-

ble d'effectuer une régulation fine de la température au moyen d'un élément de chauffage par résistance sont évidents. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande d'un élément de chauffage par résistance, et elle

a notamment pour objet un dispositif de commande d'un élé-

ment de chauffage par résistance dans lequel la quantité de courant passant dans l'élément chauffant est régulée avec précision pour établir la température de l'élément chauffant L'invention a également pour objet un dispositif de commande destiné à porter à une température souhaitée un élément de chauffage par résistance, ce dispositif

prévoyant la résistance de l'élément chauffant à la tempé-

rature souhaitée L'invention a pour autre objet un dispo-

sitif de commande destiné à porter un élément de chauffage par résistance à une température souhaitée, dispositif dans lequel un courant de détection est mis en circulation à travers l'élément de chauffage par résistance et utilisé

pour déterminer la résistance de cet élément à la tempéra-

ture ambiante ou à la température de la pièce, la résis-

tance prévue de l'élément chauffant à la température souhaitée étant ensuite déterminée par multiplication de la résistance à la température ambiante par un paramètre

qui varie en fonction de la température souhaitée.

L'invention a pour autre objet un dispositif de commande destiné à porter un élément à résistance à une température souhaitée, ce dispositif de commande mesurant à la fois le débit du courant à travers l'élément de chauffage par résistance et la chute de tension aux bornes de cet élément, puis combinant les valeurs mesurées du débit de courant et de la chute de tension avec une valeur prédéterminée de la résistance présentée par l'élément chauffant à la température souhaitée, afin de dériver un signal de commande ayant une valeur qui varie en fonction de la différence entre la chute de tension mesurée et le

produit du débit de courant mesuré par la résistance pré-

vue, le signal de commande étant ensuite utilisé pour réguler le débit du courant passant à travers l'élément

de chauffage par résistance.

L'invention a également pour objet un circuit de commande analogique destiné à porter un élément de

chauffage par résistance à une température souhaitée, le-

quel circuit de commande analogique multiplie la valeur mesurée du débit de courant traversant l'élément chauffant

à la fois par un premier facteur de gain variable repré-

sentant la résistance de l'élément chauffant à une tempé-

rature ambiante, et par un second facteur de gain variable représentant un paramètre qui dépend de la température souhaitée pour donner un signal proportionnel au produit du débit du courant à travers l'élément chauffant et de

la résistance prévue de l'élément chauffant à la tempéra-

ture souhaitée.

L'invention a également pour objet un circuit de commande analogique destiné à porter un élément de chauffage par résistance à une température souhaitée, dans lequel un signal représentant la chute de tension aux bornes de l'élément de chauffage par résistance est comparé à un

signal représentant le produit du débit du courant traver-

sant l'élément chauffant et de la résistance prévue de cet élément chauffant à la température souhaitée, afin de dériver un signal de commande ayant une valeur qui dépend

de la différence entre le signal représentatif de la ten-

sion et le signal représentatif du produit, le signal de commande étant ensuite utilisé pour diriger le débit de courant d'une source de courant à travers l'élément de chauffage par résistance afin que cet élément soit amené

à la température souhaitée.

L'invention concerne donc un dispositif de com-' mande qui régule le débit du courant passant dans un élément de chauffage par résistance en calculant la résistance Rchaud de l'élément chauffant à la température souhaitée,

puis en réglant la chute de tension aux bornes de cet élé-

ment chauffant et le débit de courant le traversant jusqu'à ce que la relation V = I Rchaud soit satisfaite De cette manière, le dispositif de commande permet d'atteindre la température souhaitée pour l'élément chauffant en mesurant la tension et le courant sans aucun signal électrique directement proportionnel à la résistance de l'élément chauffant Une forme de réalisation de l'invention utilise une boucle de commande analogique pour faire varier la tension aux bornes de l'élément de chauffage par résistance jusqu'à ce que le courant traversant cet élément, multiplié par la résistance prévue à la température souhaitée,

soit égal à la tension aux bornes de l'élément chauffant.

Lorsque la résistance réelle de l'élément chauffant est inférieure à la résistance prévue, ce qui indique que l'élément chauffant est trop froid, la tension aux bornes de cet élément chauffant est trop faible pour produire

le débit de courant nécessaire à l'obtention de la résis-

tance prévue, et la boucle de commande analogique augmente donc en proportion la tension et donc la résistance et la température réelles de l'élément chauffant, afin de satisfaire la relation V = I Rchaud Lorsque la résistance

réelle de l'élément chauffant est supérieure à la résis-

tance prévue, la boucle de commande abaisse la chute de

tension à travers l'élément chauffant afin de faire dimi-

nuer le débit de courant le traversant pour, comme précé-

demment, régler la chute de tension, le débit de courant et la résistance réelle de l'élément chauffant afin de satisfaire la relation V = I Rchaud' Les mesures de tension sont obtenues à partir d'un circuit d'amplification de tension connecté aux bornes de l'élément de chauffage par résistance Les mesures de courant sont obtenues à partir d'un circuit d'amplification de courant connecté aux bornes d'une résistance de mesure de courant montée en série avec l'élément de chauffage par résistance Le signal de sortie du circuit d'amplification de courant est converti en un signal représentatif du courant dans un convertisseur courant/tension et il est appliqué à un premier circuit amplificateur à gain variable ayant un facteur de gain établi pendant la séquence d'étalonnage afin que leisignal de sortie du premier circuit amplificateur à gain variable soit proportionnel à la valeur du courant circulant dans l'élément de chauffage par résistance, multipliée par la valeur de la résistance à la température de la salle ou à la température ambiante Un second circuit amplificateur à gain variable multiplie le signal de sortie du premier amplificateur à gain variable par un facteur de gain représentant un paramètre dépendant de la température La

valeur du paramètre dépendant de la température est pro-

grammée dans le second circuit amplificateur à gain varia-

ble sous la forme d'une fonction de la température souhai-

tée Le résultat net du passage du signal représentatif

du courant à travers les premier et second circuits ampli-

ficateurs à gain variable est un signal de sortie représentant le produit du débit de courant et de la résistance prévue à la température souhaitée Le signal

représentatif de la tension, provenant du circuit d'ampli-

fication de tension, et le signal représentatif du produit, provenant des deux circuits amplificateurs à gain variable, sont alors mis en balance dans un amplificateur de commande pour produire un signal de commande ayant une valeur qui

varie en fonction de la différence entre le signal repré-

sentatif de la tension et le signal représentatif du pro-

duit Le signal de commande est soumis à une translation de niveau pour permettre la régulation du courant traversant l'élément de chauffage par résistance sur la totalité de la plage des tension de fonctionnement du dispositif de commande, et le signal de commande à niveau décalé est ensuite appliqué à un élément de déclenchement qui

assume la fonction de régulation de courant.

La séquence d'étalonnage consiste à appliquer une tension d'étalonnage aux bornes de l'élément chauffant piour y induire un courant de détection, après quoi un convertisseur numérique/analogique, recevant le signal représentatif du courant provenant du convertisseur courant/tension, est commandé par un compteur pour produire un signal de sortie ayant un gain égal à l'amplitude de la tension

d'étalonnage Le facteur de gain présent dans le conver-

tisseur numérique/analogique, qui représente la valeur de la résistance de l'élément chauffant à la température ambiante ou à la température de la salle, est bloqué dans le convertisseur numérique/analogique et utilisé pour multiplier le signal représentatif du courant pendant les cycles suivants de chauffage Le courant de détection

est également imposé à l'élément de chauffage par résis-

tance lorsque cet élément n'est pas chauffé, afin de déter-

miner si l'élément chauffant est convenablement connecté au dispositif de commande, ou non Un circuit de détection de limite est utilisé, pendant les cycles d'étalonnage

et de chauffage, pour détecter des résistances de l'élé-

ment chauffant dépassant des valeurs admissibles minimale

et maximale prédéterminées.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement

limitatifs et sur lesquels: -

la figure 1 est un schéma simplifié montrant les opérations fondamentales effectuées par le dispositif de commande selon l'invention; la figure 2 est un schéma simplifié d'une forme de réalisation analogique du dispositif de commande représenté sur la figure 1; la figure 3 est un schéma détaillé des circuits

des sections de mesure de courant et de tension du disposi-

tif de commande représenté sur la figure 2; la figure 4 est un schéma détaillé des circuits de sections de calcul de résistance et de multiplication de courant du dispositif de commande représenté sur la figure 2; les figures 5 A à 5 C sont des schémas détaillés du circuit de la section de puissance du dispositif de commande représenté sur la figure 2; la figure 6 est un schéma détaillé montrant

une forme préférée de logique destinée à régir le fonctionne-

ment du dispositif de commande représenté sur la figure 2; la figure 7 est un schéma-détaillé d'un circuit d'entrée de paramètres utilisé avec le dispositif de

commande de la figure 2; -

la figure 8 est un schéma détaillé du circuit d'un dispositif d'affichage pouvant être utilisé avec le dispositif de commande représenté sur la figure 2; et la figure 9 est un schéma détaillé du circuit

d'une section audio pouvant être utilisée avec le disposi-

tif de commande représenté sur la figure 2.

Les relations électriques simples qui existent

entre la résistance d'un élément de chauffage par résis-

tance ou par effet Joule et la quantité de chaleur cédée par cet élément sous l'effet du passage d'un courant

électrique à travers ledit élément rendent particulière-

ment intéressante,du point de vue de la commande, l'uti-

lisation d'éléments de chauffage par résistance.

Fondamentalement, la quantité de chaleur cédée par tout conducteur électrique sous l'effet du passage d'un courant est une fonction de la résistance du conducteur Cette résistance varie elle-même lorsque la température T du conducteur change Cette relation entre la résistance et la température peut être exprimée de la manière suivante R(T) = Ramb x ( 1 + o LAT), ( 1) o Ramb est la résistance du conducteur à la température ambiante, a est un coefficient de température ayant une valeur qui dépend de la composition du conducteur, et àT = T Tamb' A l'aide de l'équation ( 1), la valeur de la résistance Rchaud opposée au passage du courant dans un conducteur donné peut être prévue pour toute température souhaitée Tchaud du conducteur Cette possibilité de prévoir la résistance suggère une solution électrique

simple au problème du réglage précis de la température.

Etant donné les relations électriques élémentaires entre la tension, le courant et la résistance, à savoir

V = IR ( 2)

ou, en variante:

V/I = R ( 3)

la relation exacte ou le rapport de la chute de tension à travers un conducteur et du débit ou de l'intensité du courant traversant le conducteur peut être déterminé pour la température souhaitée Tchaud' Autrement dit, pour porter le conducteur à la température Tchaud' le rapport de la tension au courant dans le conducteur doit être égal à Rchaud V (à Tchaud) (à Tchaud) Rchaud ( 4) Il reste alors au dispositif de commande à régler la chute de tension, et par conséquent, l'intensité du courant, par rapport au conducteur, jusqu'à ce que le rapport

déterminé prévu soit obtenu.

La figure 1 représente schématiquement un système permettant de réaliser un dispositif de commande basé sur les relations électriques indiquées cidessus dans les équations ( 1)-( 4) Un élément 2 de chauffage par résistance est branché de manière à recevoir du courant d'une source 4 de courant, afin que le passage du courant à travers cet élément chauffant 2 dégage de la chaleur Un circuit 6 de mesure de courant mesure la quantité de courant passant dans l'élément, à l'aide d'une résistance 8 de mesure de courant montée en série entre l'élément chauffant 2 et la source 4 de courant Le signal de sortie du circuit 6 de mesure de courant représente la quantité de courant ainsi mesurée Un circuit 10 de mesure de tension mesure -de façon similaire la chute de tension directement entre les bornes de l'élément 2 de chauffage par résistance et il délivre un signal représentant l'amplitude de la tension

ainsi mesurée Un circuit 12 de calcul de résistance pro-

duit un signal représentant la valeur prévue de la résis-

tance Rchaud de l'élément chauffant à la température Tchaud

à laquelle l'élément chauffant doit être commandé L'am-

plitude de Tchaud et la valeur de la résistance g Ramb de

l'élément chauffant à la température ambiante ou tempéra-

ture de la salle sont introduites dans le circuit 12 de calcul de résistance pour permettre le calcul de Rchaud au moyen de l'équation ( 1) ci-dessus Si cela est souhaité, la valeur de Ramb peut être déterminée au cours d'une séquence initiale d'étalonnage par l'application d'une tension de référence aux bornes de l'élément de chauffage par résistance afin de produire dans ce dernier le passage d'un courant de détection, puis par comparaison de la valeur de la tension de référence à la valeur mesurée du courant de détection conformément aux équations ( 2) ou ( 3) ci-dessus,pour obtenir la valeur de R amb Le signal représentatif du courant, provenant du circuit 6 de mesure du courant, le signal représentatif de la tension, provenant

du circuit 10 de mesure de tension, et le signal représenta-

tif de la résistance prévue, provenant du circuit 12 de calcul de résistance, sont traités dans un circuit 14 de comparaison de rapport pour générer un signal de commande CTL ayant une valeur déterminée par la différence entre la valeur du signal représentatif de la tension et le produit du signal représentatif du courant par le signal de la résistance calculée Le signal de commande CTL peut être utilisé pour conditionner le passage du courant de la source 4 de courant à travers l'élément 2 de chauffage par résistance, régulant ainsi le débit du courant jusqu'à ce que les valeurs mesurées du courant et de la tension

satisfassent l'une ou l'autre des équations ( 2) et ( 3) ci-

dessus pour la résistance calculée Rchaud' Tous moyens appropriés pour effectuer les mesures de courant et de

tension, les calculs de la résistance prévue et la comparai-

son de rapports peuvent être utilisés, y compris des techniques à logiciel, des techniques à matériel ou

des techniques mixtes à logiciel et matériel.

La figure 2 représente schématiquement une forme

de réalisation analogique du dispositif selon l'invention.

Un élément 16 de chauffage par résistance est connecté à un élément 18 de porte ou de commande de passage afin

de recevoir un courant de travail d'une source 20 de cou-

rant La chute de tension se produisant entre les bornes de l'élément de chauffage par résistance est mesurée au

moyen d'un circuit 22 d'amplification de tension convenable-

ment connecté Le circuit d'amplification de tension délivre un signal VHTR représentatif de la tension, ayant une valeur absolue proportionnelle à l'amplitude de la chute de tension Le signal VHTR peut être de polarité positive ou négative, mais, dans la forme préférée de réalisation, sa polarité est négative Un amplificateur 24 de courant, comprenant une résistance 25 de mesure de courant, est connecté entre l'élément 18 de porte et l'élément 16 de chauffage par résistance afin de mesurer l'amplitude du courant passant dans cet élément chauffant La sortie de l'amplificateur 24 de courant est reliée à un convertisseur courant/tension 26 pour générer un signal représentatif de courant IHTR ayant une valeur absolue proportionnelle à l'amplitude du courant passant dans l'élément 16 de chauffage par résistance Le signal IHTR représentatif du courant est ensuite transmis par deux circuits amplificateurs 28 et 30 à gain variable, le premier de ces circuits, à savoir le circuit amplificateur 28, agissant de manière à multiplier le signal représentatif du courant par un facteur de gain égal à la résistance Ramb de l'élément chauffant à la température ambiante ou à la température de la salle La résistance Ramb est calculée pendant le

processus d'étalonnage, comme décrit plus en détail ci-

après Le second circuit amplificateur 30 à gain variable a pour fonction de multiplier le signal de sortie du premier circuit amplificateur 28 à gain variable par un facteur de gain égal au paramètre de température ( 1 + ac T) Ainsi, en utilisant l'équation ( 1) ci-dessus, le signal net de sortie des deux circuits amplificateurs à gain variable

est un signal de produit ayant une valeur égale à l'ampli-

tude du courant passant dans 1 'élément de chauffage par résistance, multipliée par la valeur de la résistance prévue

Rchaud de l'élément chauffant à la température souhaitée.

Les facteurs de gain des circuits amplificateurs à gain variable sont établis de manière que la polarité du signal de produit soit opposée à celle du signal VHTR Lorsque

VHTR est négatif, le signal de produit est évidemment posi-

tif. Le signal net de sortie ou signal de produit provenant des circuits amplificateurs 28 et 30 à gain variable est appliqué à une jonction 31 de sommation

connectée à une entrée d'un amplificateur de commande 32.

L'autre entrée de la jonction de sommation 31 reçoit du

circuit 22 d'amplification de tension le signal VHTR repré-

sentatif de la tension On peut donc voir que l'ampli-

ficateur 32 de commande constitue, avec la jonction 31 de sommation, un élément de prise de rapport délivrant

un signal de commande CTL qui varie en fonction de la diffé-

rence entre le signal VHTR représentatif de la tension et le produit du signal 'HTR représentatif du courant et de la valeur calculée de la résistance R chaud à la température souhaitée Le signal de commande CTL agit

ensuite sur l'élément 18 de porte afin de réguler l'inten-

sité du courant s'écoulant de la source 20 de courant vers l'élément chauffant 16 Un circuit 33 de translation ou de décalage de niveau, monté entre l'amplificateur 32 de commande et l'élément de porte 18, règle la plage de la tension de travail du dispositif de commande Un circuit logique 34 régit l'ensemble du fonctionnement du dispositif de commande et déclenche en particulier la séquence d'étalonnage utilisée pour obtenir le facteur de gain Ramb du circuit 28 à gain variable Un circuit 35 de détection de limite, connecté de manière à recevoir à la fois le signal IHTR représentatif du courant et le signal VHTR représentatif de la tension, mesure en continu la tension de l'élément chauffant par rapport au courant de l'élément chauffant nultiplié par deux valeurs minimale et maximale prédéterminées, pour transmettre au circuit logique

34 une indication selon laquelle la résistance de l'élé-

ment chauffant 16 se trouve dans une plage admissible.

Les figures 3 à 8 représentent en détail le circuit d'une forme de réalisation du dispositif de commande analogique selon l'invention La forme de réalisation représentée sur les figures 3 à 8 convient particulièrement à une utilisation avec un appareil de chauffage comportant deux résistances chauffantes montées en série Si cela

est souhaité, chacun des éléments de chauffage par résis-

tance peut être du type utilisé dans le scalpel chirurgical décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 201 603, déposée le 28 octobre 1980 Comme montré tout d'abord sur la figure 3, le montage à deux éléments chauffants comprend des éléments 36 et 38 de chauffage par résistance Les circuits du dispositif de commande, destinés à réguler chacun le débit du courant passant dans chaque élément de chauffage par résistance,ont des

structures identiques et des fonctionnements identiques.

Par conséquent, les lettres "'a" et "b" sont utilisées pour établir la distinction entre des éléments analogues des circuits associés aux deux éléments de chauffage par résistance Pour plus de commodité, les éléments associés à l'élément chauffant 36 seront décrits en détail, tandis que les éléments associés à l'élément chauffant 38 seront

le plus souvent mentionnés seulement d'une manière générale.

On rappelle cependant que la façon dont le débit de courant traversant l'élément 38 de chauffage par résistance est régulé correspond à exactement à la façon dont le débit de courant traversant l'élément 36 de chauffage par résis- tance est régulé Le courant est dirigé de la source de courant (non représentée sur la figure 3) vers les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance par l'intermédiaire de conducteurs principaux 40 a et 40 b Un conducteur 41 de retour constitue un circuit de retour du courant vers la source de courant Si l'on considère de plus près le circuit du dispositif de commande associé à l'élément 36 de chauffage par résistance, on peut voir qu'une résistance a de mesure de courant, faisant partie de l'amplificateur 24 a de courant, fait également partie du circuit d'entrée

aboutissant à un amplificateur différentiel linéaire 44 a.

En particulier, la résistance 25 a de mesure de courant est montée entre une jonction 39 a réalisée sur le conducteur a et l'entrée négative de l'amplificateur, tandis qu'une résistance 41 a de compensation est montée entre la jonction 39 a et l'entrée positive de l'amplificateur 44 a Le courant se dirigeant par le conducteur 40 a vers l'élément 36 a

de chauffage par résistance a pour effet sur l'amplifica-

teur 44 de lui faire délivrer un signal tendant à équilibrer les deux entrées de l'amplificateur, lequel signal varie avec la conductivité d'un transistor à effet de champ 46 a, conformément aux variations de l'amplitude du courant empruntant le conducteur 40 a Le signal de sortie qui en résulte à la jonction 47 a est un signal convenablement amplifié, représentant l'intensité du courant traversant l'élément 36 de chauffage par résistance Le facteur de gain de l'amplificateur 44 a est évidemment un facteur fractionnel qui est déterminé par le rapport des valeurs

de la résistance 25 a de mesure du courant et de la résis-

tance 41 a de compensation Le circuit base-émetteur d'un transistor NPN 42 a peut également être connecté aux bornes de la résistance 35 a de mesure de courant pour assumer une fonction de limitation de courant Lorsque la

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chute de tension entre les bornes de la résistance 25 a

de mesure du courant dépasse une certaine limite prédéter-

minée, indiquant que l'élément 36 de chauffage par résis-

tance reçoit un courant trop important, le transistor NPN 42 a commence à conduire, dérivant ainsi le courant en

provenance de la source 20 par un conducteur 43 a et rédui-

sant donc le débit du courant traversant l'élément 36 a

de chauffage par résistance, comme décrit ci-après.

Le signal amplifié provenant de la jonction 47 a est appliqué à l'amplificateur 48 a du convertisseur courant/ tension 26 a Le signal de sortie de l'amplificateur 48 a comprend le signal précité 'HTR, représentatif du courant ayant une tension proportionnelle à l'amplitude du courant passant dans la résistance 25 a de mesure de courant, et

donc à travers l'élément 36 de chauffage par résistance.

Le signal IHTR 1 représentatif du courant sort du conver-

tisseur courant/tension 26 a par des conducteurs 49 a et 51 a On peut régler l'importance précise du gain utilisé dans l'opération effectuée par l'amplificateur 48 a en

introduisant, dans le circuit de réaction de cet amplifi-

cateur, ou bien en retirant de ce circuit de réaction, par commutation, certaines parties d'un réseau résistif a Une telle commutation s'effectue par l'actionnement de commutateurs numériques 52 a et 54 a en réponse à un

signal d'étalonnage CAL 1 arrivant par un conducteur 55 a.

Il est souhaitable de commuter le gain de l'amplificateur pour compenserdes niveaux de courant réduits pendant la séquence d'étalonnage Autrement dit, étant donné que deux courants de détection de faible amplitude sont mis en circulation dans l'élément 36 de chauffage par résistance

pendant l'étalonnage, un facteur de gain accru pour l'ampli-

ficateur 48 a assure la précision de la mesure et des calculs de résistance à la température ambiante effectués ensuite

sur le signal de sortie du convertisseur courant/tension 26 a.

Par ailleurs, les amplitudes relativement plus grandes des courants de travail passant dans l'élément 36 de chauffage par résistance permettent d'utiliser un facteur de gain plus faible pour générer le signal représentatif du courant, sortant du convertisseur courant/tension 26 a

pendant le cycle de chauffage.

Le circuit 22 a d'amplification de tension comprend un amplificateur différentiel linéaire 56 a connecté aux bornes de l'élément 36 de chauffage par résistance afin

de produire le signal VHTRî représentatif de la tension.

Le signal représentatif de la tension part du circuit 22 a

d'amplification de tension par un conducteur 57 a.

Le circuit de détection de limites comprend un groupe de comparateurs 58 a, 58 b et 60 a, 60 b Les entrées

négatives des comparateurs 58 a et 58 b sont reliées respecti-

vement aux sorties des signaux représentatifs du courant des convertisseurs courant/tension 26 a et 26 b, tandis que les entrées positives des comparateurs 58 a et 58 b sont

reliées respectivement aux sorties des signaux représenta-

tifs de la tension des circuits 22 a et 22 b d'amplification

de tension Inversement, les entrées négatives des compara-

teurs 60 a et 60 b sont reliées respectivement aux sorties des signaux représentatifs de la tension des circuits 22 a et 22 b d'amplification de tension, tandis que les entrées

positives des comparateurs 60 a et 60 b sont reliées respecti-

vement aux sorties des signaux représentatifs du courant des convertisseurs courant/tension 26 a et 26 b De cette manière, le circuit de détection de limites mesure le

rapport de la tension au courant associé à chacun des élé-

ments 36 et 38 de chauffage par résistance pour réaliser un contrôle de limite sur les résistances de ces éléments chauffants Des résistances 61 a et 61 b, convenablement

choisies et connectées aux entrées positives des compara-

teurs 58 a et 58 b, servent à établir la limite de résistance inférieure pour les éléments chauffants, tandis que des résistances 62 a et 62 b, convenablement choisies et connectées aux entrées positives des comparateurs 60 a et 60 b, servent à établir les limites de résistance supérieures Lorsque les résistances des deux éléments chauffants 36 et 38 sont comprises entre les lignes supérieure et inférieure, tous les comparateurs 58 a, 58 b et 60 a et 60 b produisent un signal de sortie RLIM ayant une valeur élevée Cependant, si la résistance de l'un ou l'autre des éléments chauffants

36 et 38 dépasse la limite supérieure ou la limite infé-

rieure, comme cela peut se produire lorsque l'un des éléments de chauffage par résistance fonctionne mal, les sorties des comparateurs passent à une faible valeur pour donner

une indication du défaut de fonctionnement.

La figure 4 représente les circuits amplificateurs 28 a, 28 b, 30 a et 30 b à gain variable et les amplificateurs de commande 32 a, 32 b associés respectivement aux éléments 36 et 38 de chauffage par résistance Si l'on considère pour plus de commodité la partie du circuit associé à, l'élément 36 de chauffage par résistance, on peut voir que le signal IHTR 1 représentatif du courant arrive par un conducteur 49 a au circuit amplificateur 28 a à gain

variable Ce circuit amplificateur 28 a comprend un conver-

tisseur numérique/analogique 64 a qui a pour fonction de multiplier le signal IHTR 1 représentatif du courant par un facteur de gain équivalent à la résistance Ramb de l'élément chauffant 36 à la température ambiante La valeur de Ramb est transmise au convertisseur numérique/ analogique 64 a sous la forme d'un signal numérique;iproduit par un compteur 66 a Ce signal numérique est bloqué dans le compteur pendant le processus d'étalonnage, comme décrit plus en détail ci-après Le signal de sortie du convertisseur numérique/analogique 64 a est transmis par l'intermédiaire d'un amplificateur 68 a qui réalise une

conversion du courant en tension du signal de sortie.

Le second circuit amplificateur 30 a à gain varia-

ble reçoit le signal de sortie de l'amplificateur 68 a

associé au premier circuit amplificateur 28 a à gain varia-

ble, par un conducteur 70 a Ce signal de sortie qui, comme indiqué précédemment, représente le produit du signal IHTR 1 représentatif du courant par la résistance Ramb de

l'élément chauffant à la température ambiante, est appli-

qué à la fois à un amplificateur différentiel linéaire 72 a

et à un second convertisseur numérique/analogique 74 a.

Le convertisseur numérique/analogique 74 a se comporte comme une résistance variable dans le circuit d'entrée de l'amplificateur 72 a, réglant le gain de cet amplificateur 72 a jusqu'à ce qu'il soit égal à la valeur du paramètre dépendant de la température ( 1 + e AT) Il est rappelé que AT est la différence entre la température souhaitée Tchaud de l'élément 36 de chauffage par résistance et la température ambiante ou température de la salle Tamb: AT = TchaudTamb ( 5) Si, par exemple, l'élément 36 de chauffage par résistance est utilisé pour chauffer un scalpel chirurgical du type décrit dans la demande N 201 603 précitée, une valeur de 22 C (approximativement la température d'une salle d'opération d'hôpital) peut être choisie pour Tamb et préprogrammée dans le convertisseur numérique/analogique 74 a Le paramètre dépendant de la température est ensuite établi par le convertisseur numérique/analogique 74 a en réponse à une représentation binaire de la température

souhaitée Tchaud appliquée à des conducteurs 78.

Le signal de sortie de l'amplificateur 72 a

du second circuit amplificateur 30 a à gain variable repré-

sente la valeur du signal de sortie du premier circuit amplificateur 28 a à gain variable, multipliée par un

facteur de gain égal au paramètre de température ( 1 + s AT).

Ce signal de sortie peut être exprimé de la manière suivante: IHTR 1 x Ramb x t 1 + c AT) ( 6)

En introduisant l'équation ( 1) dans l'expression ( 6) ci-

dessus, on obtient l'expression suivante:

HTR 1 ( 7)

IHTR 1 Rchaud ( 7) On peut donc voir que le signal de sortie de l'amplificateur 72 a est un signal de produit représentant la valeur-du courant IHTR 1 passant dans l'élément 36 dé chauffage par

résistance, multipliée par la valeur prévue de la résis-

tance Rchaud à la température souhaitée de travail Tchaud

de l'élément chauffant.

Il convient de noter que le réseau résistif 76 a de réaction de l'amplificateur 72 a comprend un coupleur optique 82 a comportant une diode électroluminescente 84 a en liaison optique avec une photorésistance 86 a Le coupleur optique 82 a est destiné à introduire par shuntage la résistance 86 a dans un réseau résistif 80 a de réaction au début du cycle de montée en température de l'élément

chauffant, afin de diminuer brièvement le gain de l'ampli-

ficateur 72 a et d'abaisser la valeur apparente du signal depro t (IHTR 1 + Rchaud) L'amplitude du signal de commande ensuite produit par détection de la différence entre VHTR 1 et le signal de produit est à son tour abaissée pour éviter l'appel de quantités excessives de courant à travers l'élément 36 de chauffage par résistance lorsque l'élément chauffant est froid En l'absence d'un tel débit progressif du courant à travers l'élément froid de chauffage par résistance, une dilatation thermique rapide pendant l'échauffement risque de détériorer ledit élément de chauffage par résistance Des conducteurs 88 établissent un circuit en série entre la diode électroluminescente 84 a du coupleur optique 82 a, une diode électroluminescente 84 b d'un coupleur optique 82 b associé à l'élément 38 de

chauffage par résistance, et une source de courant (repré-

sentée plus en détail sur la figure 6) afin de conduire

le courant de travail aux coupleurs optiques ( 82 a et 82 b).

On décrira à présent la manière exacte dont les signaux de commande CTL et-CTL 2 sont produits pour les deux éléments 36 et 38 de chauffage par résistance Le signal de produit provenant de l'amplificateur 72 a est transmis par un commutateur numérique 90 a à une jonction de sommation 31 a faisant partie du circuit amplificateur de commande 32 a Le commutateur numérique 90 a agit, en réponse à un signal de commande de chauffage HEAT présent sur un conducteur 91 et provenant du circuit logique 34

de manière à transmettre le signal de sortie de l'amplifi-

cateur 72 a, faisant partie du second circuit amplificateur 30 a à gain variable, à la jonction 31 a de sommation Le conducteur 57 a parcouru par le signal VHTR 1 représentatif de la tension et provenant du circuit 22 a d'amplification de tension de la figure 3 constitue l'autre entrée de la jonction 31 a de sommation Le signal VHTR 1 possède une

valeur négative, tandis que le signal de sortie de l'ampli-

ficateur 72 a possède une valeur positive Ainsi, la tension à la jonction 31 a de sommation représente la différence entre la chute réelle de tension VHTR 1 entre les bornes de l'élément 36 de chauffage par résistance et le signal ( HTR 1 x Rchaud) à-la température souhaitée de travail de l'élément de chauffage La jonction 31 a de sommation est connectée à une entrée d'un amplificateur 92 a

de commande dont l'autre entrée est à la masse L'amplifica-

teur 92 a de commande est un amplificateur différentiel

linéaire comportant un condensateur 93 a monté en réaction.

Par conséquent, cet amplificateur 92 a de commande se comporte comme un intégrateur, produisant un signal C Th 1 de commande de puissance ayant une amplitude qui varie en fonction de la différence entre la chute réelle de tension aux bornes de l'élément 36 de chauffage par résistance et le produit du courant passant dans cet élément de chauffage par résistance et de la résistance dudit élément chauffant à la température souhaitée de travail Le signal CTL 1 de commande de puissance sert à réguler le passage du courant de la source 20 de courant vers l'élément 36 de chauffage par résistance, comme décrit plus en détail ci-après en regard de la figure 5 A Lorsqu'une demande en chaleur est indiquée par la génération du signal HEAT dans la logique du dispositif de commande, seul un courant de détection est présent dans l'élément 36 de chauffage par résistance Le signal V est donc très faible par HTR 1 rapport à la valeur du signal de produit (IHTR 1 x Rchaud) provenant de l'amplificateur 72 a La différence entre

le signal VHTR, et le signal de produit est donc relative-

vement grande, ce qui a pour résultat le passage d'un courant initial important dans l'élément de chauffage

par résistance (ce courant étant réglé brièvement, évi-

* demment, par le coupleur optique 80 a pour empêcher toute détérioration thermique) Lorsque le débit de courant traversant l'élément 36 de chauffage par résistance augmente, la chute de tension aux bornes de cet élément commence à augmenter et le signal CTL 1 commence à diminuer jusqu'à ce que le signal VHT Ri représentatif de la tension soit exactement égal au signal du produit, ce qui indique que la température souhaitée pour l'élément de chauffage par résistance a été atteinte A ce stade, le signal d'entrée de l'amplificateur 92 a tombé à zéro, mais le condensateur 93 a maintient le signal de commande CTL 1 à un niveau fixe pour produire une condition de débit de courant à régime stable dans l'élément 36 de chauffage par résistance La condition de débit de courant en régime stable sert à maintenir l'élément 36 de chauffage par résistance à la température souhaitée, en compensant les pertes de chaleur dissipatives entre l'élément de chauffage par résistance et l'atmosphère environnante Cependant, si l'élément 36 de chauffage par résistance commence à refroidir trop rapidement, comme cela peut se produire si cet élément chauffant est amené en contact avec une

substance relativement froide, la température et la résis-

tance réelle de l'élément chauffant diminuent notablement pour faire baisser la chute de tension entre les bornes de cet élément chauffant Une différence entre le signal VHTR 1 représentatif de la tension et le signal de produit représentant la valeur de la résistance prévue R chaud multipliée par la valeur du courant réel IHTR 1 passant dans l'élément de chauffage par résistance, réapparaît à la jonction 31 a de sommation La sortie de l'amplificateur de commande 92 a s'élève à une valeur positive plus grande, reflétant la différence, à la jonction 31 a de sommation, à la suite de quoi la valeur de CTL 1 s'élève pour accroître le débit de courant traversant l'élément 36 de chauffage par résistance jusqu'à ce que la température souhaitée soit de nouveau atteinte D'une façon similaire, lorsque la température souhaitée est réglée à une nouvelle valeur plus élevée, le paramètre de température ( 1 + ac T) introduit dans le convertisseur numérique/analogique 74 a du circuit amplificateur 30 a à gain variable augmente, générant un nouveau signal de produit qui diffère du signal VHTR 1

représentatif de la tension à la jonction 31 a de sommation.

La sortie de l'amplificateur de commande 92 a s'élève donc pour régler la valeur de CTL 1 jusqu'à ce que la nouvelle température souhaitée de l'élément 36 de chauffage par résistance soit atteinte La génération du signal de commande CTL 2 dans le circuit amplificateur de commande 32 b pour le réglage du courant traversant l'élément 38

de chauffage par résistance s'effectue d'une façon exacte-

ment identique à celle de la génération du signal de commande CTL 1 destiné à l'élément 36 de chauffage par

résistance.

La séquence d'étalonnage du dispositif de commande selon l'invention sera à présent décrite en détail en regard de la figure 4 Une alimentation 94 de tension d'étalonnage est connectée à une source de puissance de + 5 volts pour produire un potentiel de référence dd 1,25 Volt en un point 95 et un potentiel de référence

de 0,25 volt en un point 96 Ainsi qu'il apparaîtra ci-

après, les deux potentiels de référence diffèrent d'un facteur de cinq afin de compenser le fait que la valeur mesurée du courant passant dans les éléments de chauffage par résistance est multipliée par un facteur de gain de 5 dans les convertisseurs courant/tension 26 a, 26 b de

la figure 3 pendant l'étalonnage Le potentiel de réfé-

rence de 0,25 volt au point 96 est appliqué à des commuta-

teurs numériques 98 a, 98 b associés respectivement aux circuits amplificateurs de commande 32 a et 32 b Si l'on porte de nouveau son attention, pour plus de commodité, sur les éléments du circuit associés à l'élément 36 de chauffage par résistance, on peut voir que le commutateur numérique 98 a se ferme sous l'action d'un signal de commande d'étalonnage VCAL 1 arrivant par un conducteur a du circuit logique 34 (non montré sur la figure 4) au début du cycle d'étalonnage De même, le commutateur numérique 98 b se ferme en réponse à un signal de commande d'étalonnage VCAL 2 arrivant par un conducteur 100 b du circuit logique 34 Le commutateur numérique 98 a étant fermé, le potentiel de référence 0, 25 V du point 96 est appliqué à la jonction 31 a de sommation à l'entrée de l'amplificateur de commande 92 a Comme décrit ci-après en regard de la figure 6, le signal HEAT n'est pas présent sur le conducteur 91 pendant le cycle d'étalonnage Par conséquent, le commutateur numérique 90 a s'ouvre pour empêcher le signal de produit de la sortie du circuit amplificateur 30 a à gain variable d'atteindre la jonction 31 a de sommation, et le potentiel de référence 0,25 volt

devient le seul potentiel auquel le signal VHTR 1 représen-

tatif de la tension est comparé aux fins d'étalonnage.

Le signal de sortie CTL 1 de l'amplificateur de commande 32 a

varie donc en fonction du courant régulé traversant l'élé-

ment 36 de chauffage par résistance jusqu'à ce que la chute de tension aux bornes de cet élément soit égale à

0,25 V.

Le débit de courant traversant l'élément 36 de

chauffage par résistance au potentiel de 0,25 V est relative-

ment faible, ce courant servant en fait de courant de

détection pour les opérations d'étalonnage L'accroisse-

ment de température de l'élément de chauffage par résis-

tance et, par conséquent, le débit calorifique de cet élément, résultant du courant de détection, sont minimes et peuvent être ignorés en toute sécurité d'un point de vue pratique Par conséquent, la valeur de la résistance de l'élément chauffant, mesurée indirectement à l'aide du potentiel de référence de 0,25 V, et la valeur mesurée du courant de détection correspondent essentiellement à la résistance Ramb de l'élément chauffant Pendant l'exécution de la comparaison de tension à la jonction

31 a de sommation et la variation qui en résulte de l'ampli-

tude du signal de commande CTL 1, le potentiel de 1,25 V du point 95 est appliqué par un conducteur 102 à une entrée d'un comparateur 104 a faisant partie du circuit amplificateur 38 a à gain variable L'autre entrée du comparateur 104 a reçoit par un conducteur 106 a le signal de sortie de l'amplificateur 68 a Il est rappelé que le signal de sortie de l'amplificateur 68 a est un signal de tension ayant une amplitude égale à la valeur du courant IHTR 1 traversant l'élément 36 de chauffage par résistance, multipliée par un facteur de gain programmé dans le convertisseur numérique/analogique 64 a à partir du compteur 66 a Un signal d'étalonnage CALST, également produit dans le circuit logique 34 au début du cycle d'étalonnage, parcourt le conducteur 108 pour déclencher l'opération du compteur Ensuite, le compteur 66 a reçoit des impulsions d'horloge constituées d'un signal de 400 k Hz présent sur un conducteur 110 pour transmettre un compte binaire croissant progressivement au convertisseur numérique/analogique 64 a, à la suite de quoi le signal

1 HTR 1 présent sur le conducteur 49 a et provenant du conver-

tisseur courant/tension 26 a, lequel signal représente l'amplitude du courant de détection, est multiplié, dans le convertisseur numérique/analogique 64 a, par un facteur

de multiplication de conversion croissant progressivement.

Ce facteur de multiplication de conversion continue de

croître jusqu'à ce que le signal de sortie de l'amplifica-

teur 68 a, présent sur le conducteur 106 a,devienne égal au potentiel de 1,25 V provenant de l'alimentation 92 en tension d'étalonnage, présent sur le conducteur 102; à la suite de quoi, le signal de sortie CAL 1 du comparateur 104 a change de polarité pour faire passer au niveau bas la sortie Q d'une bascule 112 Le niveau bas de la sortie U provoque l'arrêt du comptage effectué par le compteur 66 a, dans le processus bloquant en position le dernier signal binaire de sortie incrémenté dans le compteur Le dernier signal binaire de sortie incrémenté dans le compteur représente évidemment la valeur de la résistance Ramb de l'élément chauffant à la température ambiante A ce stade, le processus d'étalonnage est achevé et la valeur de Ramb est mémorisée pour toutes les opérations ultérieures effectuées par le dispositif de commande Il est également rappelé que le signal CAL 1 de la sortie Q de la bascule 112 parcourt le conducteur 55 a pour commuter à son niveau de travail le gain de l'amplificateur 48 a faisant partie

du convertisseur courant/tension 26 a.

La source de courant 20 destinée au dispositif de commande selon l'invention sera à présent décrite en

12308

regard de la figure 5 A La source de courant comprend une section 114 à transformateur connectée à une source d'alimentation du secteur, représentée schématiquement en 116 Un interrupteur général 118 peut être utilisé pour commander le passage de l'énergie entre la source 116 de secteur et la section 114 à transformateur Cette section 114 comprend des enroulements primaires Tp 1, TP 2 et une

série d'enroulements secondaires Ts 1, T 52 et T 53 de trans-

formateur Le secondaire Tsi du transformateur est connecté à un redresseur double alternance 120 qui fournit le courant

de travail aux éléments 36 et 38 de chauffage par résis-

tance A cet effet, la sortie positive du redresseur double alternance 120 est connectée à des circuits de portes 18 a et 18 b par un conducteur 122 Chaque circuit de porte comprend deux transistors NPN dont les collecteurs sont reliés au conducteur 122 et dont les émetteurs sont reliés respectivement aux conducteurs principaux 40 a et 40 b Les bases des transistors NPN 124 a et 126 a sont reliées toutes deux, par un conducteur 128 a, au collecteur d'un transistor NPN 130 a situé dans un circuit 33 a de décalage de niveau, tandis que les bases des transistors NPN 124 b et 126 b sont connectées toutes les deux au collecteur d'un transistor b du circuit 33 b de décalage de niveau Les bases des transistors NPN 130 a et 130 b sont elles-mêmes connectées respectivement aux sorties des circuits amplificateurs de commande 32 a et 32 b Il apparalt donc que le signal CTL 1 de commande de puissance produit par l'amplificateur

de commande 32 a rend conducteur le transistor 130 a du cir-

cuit 33 a de décalage de niveau, tandis que les transistors 124 a et 126 a sont rendus conducteurs pour faire passer le courant de travail du redresseur double alternance 120

vers l'élément 36 de chauffage par résistance, par l'inter-

médiaire du conducteur principal 40 a De façon similaire,

le signal CTL 2 de commande de puissance produit par l'am-

plificateur de commande 32 a fait conduire le transistor 130 b du circuit 33 b de décalage de niveau, rendant conducteurs les transistors 124 b et 126 b du circuit de porte 18 b afin de faire passer l'énergie du redresseur double alternance 120

vers l'élément 38 de chauffage par résistance, par l'inter-

médiaire du conducteur principal 40 b Le conductêur 41 de retour ferme le circuit du courant provenant des deux éléments de chauffage par résistance à l'entrée négative du redresseur double alternance 120 Il est évident que les circuits 33 a et 33 b de décalage de niveau peuvent être supprimés et que les signaux CTL et CTL 2 de commande de puissance peuvent être conduits directement aux bases des transistors 124 a, 124 b, 126 a et 126 b Cependant, les circuits 33 a et 33 b de décalage de niveau ont pour fonction d'assurer la conduction des transistors 124 a, 24 b et 126 a 126 b sur toute la plage du courant de travail fourni aux éléments de chauffage par résistance Par conséquent, les circuits 33 a et 33 b de décalage de niveau se comportent comme des amplificateurs pour les signaux CTL 1 et CTL 2 de

commande de puissance.

A ce stade, il convient de noter que le conducteur 43 a partant de l'amplificateur de courant 24 a de la figure 3 est connecté par une diode 141 a au conducteur 128 a s'étendant entre le transistor 130 a et les bases des transistors 124 a et 126 a Lorsque des débits de courant excessifs dans l'élément 36 de chauffage par résistance rendent conducteur le transistor NPN 42 a de l'amplificateur 24 a de courant, le conducteur 43 a dérive du courant du conducteur 128 a et la conduction des transistors 124 a et 124 b diminue, ce qui abaisse le débit de courant sur le conducteur principal 40 a pour éviter toute détérioration

de l'élément de chauffage par résistance.

Si cela est souhaité, un circuit 132 de blocage de tension peut être connecté aux conducteurs 128 a et 128 b pour limiter le signal de sortie des circuits 18 a et 18 b de porte pendant l'étalonnage Le circuit 132 de blocage de tension comprend un transistor à effet champ 134 dont la source est connectée par une série de diodes 136 aux conducteurs 128 a et 128 b Le transistor à effet de champ 134 a pour fonction de connecter les diodes de blocage 136, 138 a et 138 b entre les conducteurs 128 a et 128 b et la masse en réponse à un signal de commande de blocage CLAMP arrivant du circuit logique 34 (non représenté sur la

figure 5 A) par un conducteur 140 pendant l'étalonnage.

Un second transistor à effet de champ 142 du circuit 132 de blocage de tension est déclenché périodiquement par un signal BLANK pour connecter de façon intermittente les diodes de blocage 138 a et 138 b sur la masse Le signal BLANK est également généré dans le circuit logique 34 et appliqué au transistor à effet de champ 142 par un

conducteur 144.

Les enroulements secondaires restants T et T

52 83

de la section 114 à transformateur sont connectés respecti-

vement à une alimentation 144 de 5 volts et à une alimen-

tation 146 de 12 volts Les alimentations de 5 volts et de 12 volts sont réalisées de façon classique pour fournir l'énergie de travail aux divers éléments du dispositif de commande L'alimentation 144 de 5 volts contient donc un redresseur de tension qui est connecté au secondaire T 52 du transformateur pour fournir un courant continu de travail à un régulateur 150 de tension Ce régulateur 150 de tension fonctionne évidemment pour délivrer une tension de sortie de 5 volts à une prise 152 de tension Un redresseur 154 de l'alimentation 146 de 12 volts redresse le signal de sortie du secondaire T 53 du transformateur tandis que des régulateurs complémentaires 156 et 158 de tension travaillent respectivement de manière à délivrer des tensions de sortie de + 12 V et -12 V à des prises de tension 160 et 162 Une prise 164 de tension de 20 V est connectée au conducteur 140, sur le côté positif du

redresseur double alternance 120.

Pendant l'étalonnage, l'utilisation de l'alimen-

tation 146 à tension de 12 V pour fournir l'énergie au dispositif de commande selon l'invention est souhaitable attendu que l'alimentation de 12 V est, de par sa nature, plus stable que l'alimentation de 20 V sur la prise 164

de tension La figure 5 B représente un circuit simple pou-

vant être utilisé pour réaliser des commutations entre les alimentations de 12 V et de 20 V Le circuit, indiqué globalement en 166, comprend un transistor PNP 168 connecté aux bornes d'une alimentation à 20 V, à partir d'une prise 164 de tension, et d'une alimentation à 12 V à partir d'une prise 160 de tension-positive Le transistor 168 est rendu conducteur par un transistor à effet de champ 170 relié à la base du transistor Un signal CLAMP provenant du circuit logique 34 par un conducteur 172 déclenche le transistor à effet de champ 170 Le signal CLAMP possède une valeur opposée à celle du signal CLAMP utilisé pour déclencher le transistor à effet de champ 134 du circuit 132 de blocage de tension Par conséquent, pendant le cycle d'étalonnage, lorsque les demandes en énergie du dispositif de commande sont minimales, le signal CLAMP est bas et le transistor à effet de champ 170 reste bloqué, de même, par conséquent, que le transistor 168 La prise

174 de tension positive reçoit ensuite le potentiel posi- tif plus stable de 12 V de la prise 160 de tension Lorsque le cycle

d'étalonnage est achevé et que le dispositif de commande exige la puissance maximale, le signal CLAMP présent sur le conducteur 172 passe au niveau haut pour déclencher le transistor à effet de champ 170, ce qui rend conducteur le transistor 168 Ensuite, la prise 174 de tension positive reçoit un potentiel positif de 20 V. Etant donné que l'alimentation 144 de 5 V fournit de l'énergie au circuit logique 34, toute fluctuation inacceptable du signal de sortie de l'alimentation 144

de 5 V pourrait avoir un effet nuisible sur le fonctionne-

ment du dispositif de commande Il est souhaitable de prévoir des moyens indiquant l'apparition de telles fluctuations inacceptables de l'énergie d'alimentation et, à cet effet, un circuit simple 175 peut être réalisé comme montré sur la figure 5 C Des potentiels positifs

de 5 V provenant de la prise 152 de tension de l'alimenta-

tion 144 de 5 V sont appliqués respectivement par des résistances 176 et 178 aux entrées à haute tension et à

basse tension d'un comparateur 180 La sortie du compara-

teur 180 est haute pendant le fonctionnement normal du dispositif de commande, ce qui a pour résultat un:;signal de sortie généralement bas d'un inverseur 182 connecté au comparateur 180 Ce signal de sortie bas fournit un

signal de puissance PO pour certaines opérations du dispo-

sitif de commande, décrites ci-après Le signal de sortie bas est également converti en un signal de sortie haut par un inverseur 184 pour produire des signaux de puissance inversés P-O Si une variation inacceptable de la puissance fournie par la source 20 de courant apparaît, une telle

variation pouvant accompagner une pointe de tension, ris-

quant d'être destructrice, de la source 116 d'alimenta-

tion par le secteur, le niveau de la tension de la prise

152 de l'alimentation 144 de 5 V varie également, provo-

quant un décalage des tensions appliquées aux bornes

d'entrée du comparateur 180 Le signal de sortie du compara-

teur passe au niveau bas, faisant passer au niveau haut le signal de puissance PO, tandis que le signal de puissance

inversé PÈ passe au niveau bas De cette manière, le cir-

cuit 175 produit une indication de conditions d'alimenta-

tion inacceptables.

Le dispositif de commande selon l'invention est essentiellement une machine à états, c'est-à-dire qu'il passe par une série d'états fonctionnels à partir du moment o il est mis sous tension jusqu'à ce qu'il fournisse du courant de chauffage à l'élément de chauffage par résistance Au moment de la mise sous tension, un

contrôle de limite est réalisé sur la résistance de l'élé-

ment chauffant par le circuit 35 de détection de limite décrit précédemment en regard de la figure 3 Si les éléments de chauffage par résistance sont détériorés ou ne sont pas convenablement connectés au dispositif de commande, ce dernier reste à un état zéro ou à un état

"changement d'élément chauffant" Cependant, si les élé-

ments de chauffage par résistance sont convenablement connectés au dispositif de commande et si le circuit de

détection de limites détermine qu'ils fonctionnent conve-

nablement, le dispositif de commande progresse de trois états supplémentaires (les premier, deuxième et troisième états) avant d'atteindre le quatrième état ou état "étalonnage" Les premier, deuxième et troisième états sont conçus pour établir une période de temps permettant le contrôle de la pente du signal 'HRT 1 représentatif du courant afin d'assurer que l'élément dé chauffage par résistance est à la température ambiante ou de la pièce. Après qu'il a été déterminé que l'élément chauffant est réellement à la température ambiante, le dispositif de commande avance à l'état "étalonnage" pour calculer Ramb comme décrit précédemment A la fin de l'état "étalonnage", le dispositif de commande est prêt à alimenter en courant,

à la demande, les éléments de chauffage par résistance.

Ce dernier état ou cinquième état est caractérisé comme étant soit un état "prêt", soit un état "chauffage" suivant que l'opérateur du dispositif de commande a indiqué une

demande de chauffage.

Un circuit logique 34 destiné à exécuter les cycles associés à chaque état du dispositif de commande est représenté en détail sur la figure 6 Le circuit

logique çst commandé par un circuit d'horloge 186 compre-

nant un oscillateur 188 monté entre les entrées de portes NON-ET 190, 192 Le signal de sortie de la porte NON-ET 192 est un signal de 400 k Hz qui est appliqué à un circuit diviseur 194 Le signal de sortie de 400 k Hz est également appliqué à un conducteur 110 o il sert à synchroniser les opérations des compteurs 66 a et 66 b des circuits amplificateurs 28 a et 28 b à gain variable comme décrit en regard de la figure 4 Le circuit diviseur 194 délivre

à la fois un signal de 40 k Hz et un signal de 8 k Hz.

Le signal de 8 k Hz est appliqué à un compteur 196 à divi-

sion par huit Le compteur 196 délivre ensuite trois

signaux de 1 k Hz décalés les uns par rapport aux autres.

Deux des signaux de 1 k Hz sont appliqués respectivement à une porte 198 CAL VAL de validation d'étalonnage et à une porte 200 RLIM VAL Le signal restant de 1 k Hz de sortie du compteur 196 de division par huit est dirigé vers une série de compteurs 202, 204 et 206 à division par dix qui réduisent progressivement le signal de 1 k Hz en signaux de sortie de 100 Hz, 10 Hz et 1 Hz L'un des signaux de sortie de 100 Hz provenant du compteur 202 à division par dix est appliqué à l'entrée des portes 198 et 200 CAL VAL et RLIM VAL Etant donné que ces portes sont des portes NON-ET, leurs signaux de sortie sont des signaux hauts qui passent périodiquement au niveau bas à une fréquence de 100 Hz Le signal de sortie de 100 Hz du compteur 202 à division par dix est également appliqué à une entrée d'une porte ET 207 dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie de 10 Hz du compteur 204 à division par dix, de sorte que cette porte ET 207 produit un signal à impulsions de 10 Hz Enfin, trois des signaux de sortie à 1 Hz du compteur 206 à division par dix sont dirigés

vers une série de portes NON-ET 208, 210 et 212 qui four-

nissent des impulsions d'horloge de 1 Hz destinées à la

partie restante du circuit logique 34.

Les changements d'état du dispositif de commande sont commandés par un compteur 214 d'états tel qu'un compteur à division par huit du type CD 4022 de la firme National Semiconductor Le compteur d'états 214 est commandé par le signal d'horloge de sortie d'une porte NON-OU 216 qui, elle-même, est déclenchée par les signaux de sortie de deux portes NON-ET 218 et 220 La porte NON-ET 218 assume la fonction d'une porte "d'autorisation" pour changer le mode de fonctionnement du dispositif de commande de l'état zéro au premier état, tandis que la porte NON-ET 220 assume une fonction qui sera décrite plus en détail ci-après, de manière à fournir des impulsions d'horloge de 1 Hz au compteur d'état 214 pour faire évaluer ce dernier entre les premier et cinquième états La sortie Q O du compteur d'état à la broche " 2 " est la première impulsion haute produite par le compteur après la mise sous tension Ce signal de sortie haut est appliqué à une première entrée de la porte NON-ET 218 dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie RLIM du circuit 35 de détection de limites par l'intermédiaire de l'action combinée de portes NON-OU 222 et 224 Le signal RLIM est transmis à travers les portes NON-OU 222 et 224 par la valeur basse respective du signal de sortie Q 4 à la broche " 11 "' du compteur d'états et par les impulsions produites par la porte de validation RLIM 200 Si la résistance des éléments chauffants 36 et 38 est comprise entre les limites, le signal RLIM est haut et la porte NON-ET 218 transmet un signal bas à la porte NON-OU 216 Le signal bas appliqué à la porte NON-OU 216 produit évidemment, en sortie de cette dernière, un signal haut qui commande le compteur d'états 214 en l'avançant au premier état Par ailleurs, si les résistances de l'un ou l'autre ou des deux éléments chauffants 36 et 38 dépassent les limites prédéterminées établies dans le circuit 35 de détection de limites, la valeur basse qui en résulte du signal RLIM empêche le compteur d'états 214 de passer de l'état zéro au premier état, et, au lieu de cela, fait passer séquentiellement au niveau bas le signal de sortie du compteur 226 à division par huit et au niveau le signal de sortie de la porte NON-ET 228 à trois entrées afin de remettre à zéro le compteur d'états Ainsi, lorsque les résistances des éléments chauffants dépassent les limites prédéterminées, le compteur d'états 214 est bloqué à l'état zéro et le dispositif de commande ne peut poursuivre ses opérations

avant la correction de la condition de résistance excessive.

On peut également voir que le signal de puissance inversé PO provenant du circuit 175 de la figure 5 C est appliqué à la-porte NON-ET 228 à trois entrées pour bloquer le compteur d'états 214 à l'état zéro lors de l'apparition de fluctuations inacceptables de l'alimentation Une porte ET 230 transmet le signal de sortie Q 0 de niveau haut, associé à l'état zéro, en réponse à des impulsions de déclenchement provenant du compteur 206 à division par dix par l'intermédiaire d'un inverseur 232, ce qui donne un signal CHGH ou "changement d'élément chauffant", indiquant soit une condition de résistance excessive, soit une condition de variation inacceptable de l'énergie

d'alimentation.

Si l'on suppose que le contrôle des limites de résistance a donné satisfaction et est achevé, le compteur d'états 214 passe de l'état zéro au premier état et le signal de la sortie Q 0, à la broche " 2 " chute à une valeur basse Le signal de sortie Q 0 de niveau bas fait passer au niveau haut la sortie de la porte NON-ET 218, bloquant en fait cette porte NON-ET 218 afin qu'elle ne transmette plus d'autres impulsions d'horloge à la porte NON-ET 216 La progression du compteur d'états 214 est ensuite prise en charge par le signal de sortie de la porte NON-ET 220 Dans tous les états du dispositif de commande compris entre l'état zéro et le cinquième état, le signal de la sortie Q O à la broche " 2 " du compteur 214 et le signal de la sortie Q 5 à la broche 411 du compteur 214 sont bas, de sorte que le signal de sortie de la porte NON-OU 232 est haut ce qui valide la porte NON-ET 220 L'entrée restante de la porte NON- ET 220

est alimentée par une porte NON-OU 234 en réponse à l'opé-

ration d'une porte NON-ET 236 Cette porte NON-ET 236 reçoit à son tour une série d'impulsions d'horloge de 1 Hz d'une porte NON-OU 238 en réponse à la sortie des impulsions de la porte RLIM VAL 200 à intervalles de 1 Hz définis par la porte NON-ET 212 L'autre entrée de la

porte NON-ET 236 reçoit, par un conducteur 240, une impul-

sion de niveau haut provenant d'un détecteur 242 de pente lorsque la pente du signal 'HT Pl représentatif du courant est inférieure à une limite prédéterminée, indiquant que la résistance de l'élément 36 est à la valeur qu'elle présente à la température ambiante ou de la pièce On suppose évidemment que la résistance de l'élément chauffant 38 est à la valeur qu'elle présente à la température '

ambiante lorsqu'il en est de même de la résistance de l'élé-

ment 36 Dans ces conditions, le signal haut d'entrée présent sur le conducteur 240 valide la porte NON-ET 236 pour faire passer les impulsions d'horloge de 1 Hz de la

porte NON-OU 238 vers la porte NON-ET 220 par l'intermé-

diaire de la porte NON-ET 234, à la suite de quoi la porte NON-ET 220 transmet les impulsions d'horloge au

compteur d'états 214 par l'intermédiaire de la porte NON-

ET 216 Ainsi, tant que l'élément 36 de chauffage par résistance est à la température ambiante ou de la pièce la pente du signal IHTR, représentatif du courant, détectée par le détecteur de pente 242, reste stable et la sortie ou le conducteur 240 reste au niveau haut, permettant à la porte NON-OU 238 et aux portes NON-ET 236, 234, 220 et 216 de faire progresser le compteur 214 du premier état au quatrième état Simultanément, le signal de sortie haut

de la porte NON-OU 232 valide une porte ET 244 pour per-

mettre le passage d'impulsions de déclenchement provenant de la broche " 12 " d'exécution du compteur 206 à division par dix, par l'intermédiaire de l'inverseur 232, afin de produire un signal CAL haut représentatif des premier

au quatrième états du dispositif de commande.

En atteignant le quatrième état, le signal de la sortie Q 4 à la broche " 11 " du compteur 214 passe au niveau haut et atteint, par l'intermédiaire d'une porte

ET 246, une porte NON-ET 248 et constitue, par l'intermé-

diaire d'un inverseur 250, le signal CALST qui indique le début du cycle d'étalonnage Il est rappelé que le signal CALST déclenche l'opération des compteurs 66 a et 66 b des premiers circuits amplificateurs 28 a et 28 b à gain variable afin de calculer Ramb, comme décrit précédemment en regard de la figure 4 La porte ET 246 est validée par une porte NON-OU 252 dont le signal de sortie passe à une valeur haute entre les intervalles à basse tension du

signal de sortie de la porte CAL VAL 198 La porte NON-

ET 248 est validée par un signal passant sur un conducteur

254 et provenant du détecteur de pente 244 -On peut égale-

ment voir que le signal de la sortie Q 5 du compteur d'états 214 reste à une valeur basse pendant le quatrième état Par conséquent, le signal de sortie NON-ET 256, présent sur un conducteur 255, est au niveau haut Ce signal de sortie, caractérisé comme étant le signal HEAT} valide une porte ET 258 pour transmettre des impulsions de déclenchement de 100 Hz du compteur 202 à division par dix à une entrée de chacune de deux portes NON-OU 260 a, 260 b Les entrées restantes des portes NON-OU 260 a, 260 b

reçoivent respectivement des signaux provenant de compara-

teurs 262 a, 262 b faisant partie d'un circuit 264 de détection des limites de basse tension Les comparateurs

262 a et 262 b reçoivent les signaux VHTR 1 et VHTR 2 repré-

sentatifs de tensions, provenant des circuits 22 a et 22 b d'amplification de tension montrés sur la figure 3 Les sorties des comparateurs 262 et 262 b sont toutes deux au niveau bas tant que les chutes de tension se produisant dans les éléments 36 de chauffage par résistances restent dans des limites acceptables pour l'exécution du cycle

d'étalonnage (c'est-à-dire inférieures à 0,25 V) Le résul-

tat net est que les signaux de sortie VACL 1 et VCAL 2 des portes NON-OU 260 a et 260 b chutent tous les deux à une valeur basse à la sortie de chaque impulsion du compteur 202 à division par dix Chacun des signaux VCAL 1 et VCAL 2 de niveau bas agit de manière à fermer les commutateurs numériques 98 a et 98 b représentés sur la figure 4, appliquant le potentiel de référence de 0,25 V de l'alimentation 92 à tension d'étalonnage aux jonctions

respectives de sommation 31 a et 31 b des circuits amplifi-

cateurs de commande 32 a et 32 b Le potentiel d'étalonnage de 0,25 V est ensuite appliqué aux bornes des éléments

36 et 38 de chauffage par résistance et le cycle d'étalonna-

ge se déroule comme décrit précédemment Etant donné

que la sortie Q 5 du compteur d'état 214 reste basse pen-

dant le quatrième état, il est évident que le signal de sortie CAL de la porte ET 244 reste haut Cependant, la porte NON-OU 222 est invalidée par le signal haut de la sortie Q 4 pour empêcher le passage des signaux RLIM jusqu'à ce que le cinquième état soit atteint Il convient

également de noter que les signaux de sortie des compara-

teurs 262 a et 262 b du circuit 264 de détection de limites de basse tension sont appliqués à une porte NON-OU 266 afin de permettre le passage d'impulsions d'horloge provenant du compteur 202 à division par dix La sortie de la porte NON-OU 266 produit le signal BLANC utilisé pour bloquer le transistor à effet de champ 142 du circuit 132 de blocage de tension montré sur la figure 5 A pendant

le déroulement du cycle d'étalonnage.

A la fin du cycle d'étalonnage, le compteur

d'états 214 est avancé du quatrième au cinquième état.

Par conséquent, le signal de la sortie Q 4 à la broche " 11 "' du compteur 214 passe à une valeur basse, éliminant le signal CALST du conducteur 108 Dans le même temps, le signal de la sortie Q 5 du compteur d'états 214, à la broche " 4 ", passe au niveau haut pour faire passer au niveau bas le signal de sortie de la porte NON-OU 232,ce qui a pour effet d'empêcher le passage des impulsions d'horloge par les portes NON-ET 220 et 216 Le compteur

d'états 214 est ensuite bloqué dans le cinquième état.

Lorsqu'aucune demande de chauffage de la part des éléments de chauffage par résistance n'est signalée, la sortie ou le conducteur 268 d'un circuit 270 de commutation de demande de chauffage est basse Ainsi, le signal de sortie de la porte NON-ET 256 reste au niveau haut, tandis que la sortie d'un inverseur 272, également connectée au conducteur 268, s'associe au signal haut de la sortie Q 5 pour faire passer au niveau bas le signal de sortie PRET d'une porte NON-ET 274 Le signal PRET de niveau bas constitue une indication de l'achèvement du cycle d'étalonnage et du fait que les éléments de chauffage par résistance sont maintenant prêts au chauffage Une demande de chauffage est signalée par la fermeture d'un interrupteur général 276 d'un circuit 270 de demande de chauffage, faisant passer au niveau haut un comparateur 278 Le signal haut présent sur le conducteur 268 agit alors de manière à faire passer au niveau bas le signal HEAT de sortie de la porte NON-ET 256, faisant passer dans le

même temps, au niveau haut, par l'intermédiaire de l'inver-

seur 272, le signal PRET de sortie de la porte NON-ET 274.

Le signal HEAT de niveau bas est dirigé vers diverses parties du dispositif de commande pour déclencher le

cycle de chauffage des éléments de chauffage par résistance.

Par exemple, le signal HEAT de niveau bas appliqué à la porte ET 258 fait passer au niveau haut les signaux de sortie VCAL 1 et VCAL 2 des portes NON-OU 260 a et 260 b, ouvrant ainsi les commutateurs numériques 98 a et 98 b des circuits amplificateurs de commande 32 a et 32 b pour éliminer le potentiel de référence de 0,25 V des jonctions de sommation 31 a et 31 b Simultanément, le signal HEAT de niveau bas est dirigé par l'intermédiaire d'un conducteur 279 vers la base d'un transistor PNP 280 ou transistor polarisé dans le sens passant, faisant partie d'une source 282 de courant pour coupleur optique, et vers un circuit de temporisation 284 Le transistor PNP 280 est polarisé de manière à conduire par le signal HEAT de niveau bas, de sorte qu'un amplificateur 286 fournit un courant de travail aux conducteurs 88 pour solliciter les coupleurs optiques 82 a et 82 b des circuits amplificateurs 30 a et b à gain variable de la figure 4 Il est rappelé que les coupleurs optiques 82 a et 82 b sont utilisés pour placer par shuntage les photorésistances 86 a et 86 b dans

les réseaux résistifs de réaction 76 a et 76 b des ampli-

ficateurs 72 a et 72 b afin de protéger les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance contre tout choc thermique au début du cycle de chauffage Après une conduction du transistor PNP 280 pendant un bref intervalle, la charge d'un condensateur 288 de la source 282 de courant pour les coupleurs optiques atteint une valeur stable,

provoquant une diminution du signal de sortie de l'ampli-

ficateur 286 sur les conducteurs 88 Les diodes électro-

luminescentes 84 a et 84 b sont ensuite désexcitées pour retirer les photorésistances 86 a et 86 b des réseaux de réaction, et la valeur totale du facteur de gain ( 1 + aà) des circuits amplificateurs 30 a et 30 b à gain variable

est appliquée aux amplificateurs 72 a et 72 b.

Le circuit 284 de temporisation est conçu pour introduire une brève temporisation dans le fonctionnement des circuits amplificateurs de commande 32 a et 32 b après le passage du dispositif de commande du quatrième

état ou cinquième état, permettant aux diodes électro-

luminescentes 84 a et 84 b des coupleurs optiques 82 a et 82 b d'atteindre une puissance optique maximale avant

que les signaux de produit provenant des circuits ampli-

ficateurs 30 a et 30 b à gain variable soient transmis aux

amplificateurs de commande 92 a et 92 b des circuits ampli-

ficateurs de commande 32 a et 32 b A cet effet, des portes NON-OU 290, 292 et 294 du circuit 284 de temporisation sont montées comme représenté sur la figure 6 La porte NON-OU 290 reçoit les impulsions de validation d'un dispo- sitif d'affichage audio (décrit ci-après en regard de la figure 7) par l'intermédiaire d'un conducteur 296 Ces

signaux de validation arrivent à intervalles de 0,2 seconde.

Par conséquent, environ 0,1 seconde après l'arrivée, à l'entrée de la porte NON-OU 292, du signal HEAT de niveau bas provenant de la porte NONET 256, la sortie de la porte NON-OU 290 passe au niveau bas pour que la porte

NON-OU 292 produise un signal de sortie de niveau haut.

Le signal de sortie de la porte NON-OU 294 est à son tour

amené au niveau bas et appliqué, comme signal HEAT tempo-

risé, par le conducteur 91 aux commutateurs numériques a et 90 b des circuits amplificateurs de commande 32 a et 32 b de la figure 4 Les commutateurs numériques 90 a et b se ferment donc pour appliquer le signal de produit provenant des circuits amplificateurs 30 a et 30 b à gain variable aux jonctions de sommation 31 a et 31 b, à la suite de quoi les signaux de commande CTL 1 et CTL 2 sont produits par les amplificateurs de commande 92 a et 92 b comme décrit en regard de la figure 4 Le signal de sortie de niveau bas de la porte NON-OU 294 est également utilisé comme signal CLAMP appliqué au circuit 132 de blocage de tension de la figure 5 A Lorsque le signal de sortie de la porte NON- OU 294 passe au niveau bas au déclenchement du cycle de chauffage, le transistor à effet de champ 134 du circuit 132 de blocage de tension est placé à l'état de repos pour couper le blocage de la tension D'une façon sensiblement similaire, le signal de sortie de la porte NON-OU 292 constitue le signal CLAMP présent sur le conducteur 172 et destiné au circuit de commutation de puissance de la figure 5 B Un signal de sortie de niveau bas de la porte NON-OU 292, qui apparaît de l'état zéro au quatrième état du dispositif de commande (c'est-à-dire lorsque le signal HEAT est haut)

,12308

bloque le transistor à effet de champ 170 pour appliquer le potentiel positif de 12 V de la prise 160 de tension de la figure 5 A à la prise 174 de tension du circuit de commutation de puissance Par ailleurs, lorsque le signal de sortie de la porte NON-OU 292 est amené au niveau haut pendant 0,1 seconde dans le cinquième état du dispositif de commande, le signal CLAMP de niveau haut commande le transistor à effet de champ 170 pour rendre conducteur le transistor 168 de la figure 5 B, appliquant ainsi un

potentiel positif de 20 V à la prise 174 de tension.

Du fait du blocage effectif des impulsions à travers les portes NON-ET 220 et 216 en réponse au signal de niveau haut de la sortie Q, le compteur d'états 214 reste, comme indiqué précédemment, au cinquième état en mode "prêt" ou "chauffage" suivant la position de l'interrupteur 276 Si la résistance de l'un ou l'autre des éléments chauffants 36 et 38 dépasse les limites établies dans le circuit 35 de détection de limites, l'action des portes NON-ET 222 et 224, du compteur 226 à division par huit et de la porte NON-ET 228 à trois entrées ramène cependant le compteur d'états 214 à l'état zéro, comme décrit précédemment, et les opérations normales du dispositif de commande ne peuvent reprendre qu'après correction des conditions de résistance excessive Si ces conditions de résistance excessive sont dues à une déconnexion accidentelle de l'élément 36 de chauffage par résistance (et, par suite, de l'élément 38 de chauffage par résistance) du dispositif de commande, le circuit

logique 34 fournit un moyen pour reprendre le fonctionne-

ment normal du dispositif de commande après reconnexion des éléments de chauffage par résistance, pourvu que certaines contraintes soient satisfaites Ainsi, si les éléments de chauffage par résistance se déconnectent pendant le cycle de chauffage et s'ils sont rapidement reconnectés de manière que les températures des éléments chauffants restent à une valeur élevée, il n'est pas nécessaire d'étalonner de nouveau le dispositif de commande avant la reprise du cycle de chauffage Ceci est obtenu par l'application d'un signal de niveau haut, représentatif de la température élevée de l'élément chauffant, sur un conducteur 298 partant du détecteur 242 de pente Le conducteur 298 constitue une entrée d'une porte NON-ET 300 dont l'autre entrée reçoit des impulsions d'horloge de 1 Hz de la porte NON-OU 238 La sortie de la porte NON-ET 300 est connectée à la fois à la porte NON-ET 234

et à une porte NON-OU 302 Il apparaît donc que la porte-

NON-ET 300 constitue un autre circuit, contournant la porte NON-ET 236, pour transmettre les impulsions d'horloge au compteur d'états 214 Dans le cas ou l'élément 36 de chauffage par résistance a été déconnecté du dispositif de commande et qu'il a été ensuite rapidement reconnecté

afin que sa température reste à un niveau élevé, la pré-

sence de la porte NON-ET 300 permet au compteur d'états 214 de revenir de l'état zéro au cinquième état malgré l'absence d'un signal de niveau haut sur le conducteur 240 partant du détecteur de pente 242 Simultanément, la porte NON-OU 302, sous l'effet à la fois du signal de sortie de la porte NON-ET 300 et du signal de la sortie Q d'une bascule 304, repositionne une bascule 306, amenant au niveau bas la valeur de la porte NON-OU 254 pour bloquer le passage du signal de niveau haut de la sortie Q 4 du compteur d'états 214 par l'intermédiaire de la porte ET 246 De cette manière, le signal CALST n'apparaît pas sur le conducteur 108 lorsque le compteur d'états 214 passe par le quatrième état et la valeur de Ramb, bloquée précédemment dans les compteurs 66 a et 66 b des premiers circuits amplificateurs 28 a et 28 b à gain variable, reste intacte Par ailleurs, lorsqu'une variation d'énergie provoque le retour à l'état zéro du compteur d'états 214 comme décrit précédemment, le signal PO de niveau haut, appliqué à l'entrée de repositionnement de la bascule 304, a pour effet d'empêcher le repositionnement de la bascule 306 La porte NON-OU 252 est donc validée et le signal CALST apparaît de nouveau sur le conducteur 108 pour déclencher le cycle d'étalonnage lorsque le compteur d'états 214 revient dans le quatrième état De façon similaire, si les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance sont déconnectés du dispositif de commande pendant une période suffisante pour provoquer un refroidissement sensible de ces éléments chauffants, ou bien si l'alimentation en énergie du dispositif de commande est interrompue pendant une période analogue, le détecteur de pente 242 délivre des signaux de niveau bas sur les deux conducteurs 240 et 298 Les portes NON- ET 236 et 300 sont alorsinvalidées pour empêcher le déclenchement normal, à fréquence de 1 Hz, du compteur d'états 214 par l'intermédiaire des

portes NON-ET 234, 220 et 216, tandis que les portes NON-

OU 208 et 310 sont validées pour permettre le passage des impulsions de 1 Hz de la porte NON-OU 238 à la porte ET 314 par l'intermédiaire de l'inverseur 312 Le signal de sortie de la porte ET 314 agit à son tour sur la porte NON-ET 316 pour repositionner le compteur d'états 214

par l'intermédiaire de la porte NON-ET 228 à trois entrées.

Le compteur d'états 214 continue d'être repositionné jusqu'à ce que les éléments de chauffage par résistance soient refroidis à la température ambiante A ce moment, le compteur d'états reprend sa progression normale entre les états Le signal de niveau haut partant à présent du conducteur 298, la sortie de la porte NON-ET 300 passe au niveau haut pour faire passer au niveau bas la porte NON-OU 302 La bascule 306 n'est donc pas repositionnée et la porte NON-OU 252 permet une fois de plus à la porte ET 246 de transmettre les valeurs de niveau haut de la sortie Q 4 du compteur d'états 214, par l'intermédiaire de la porte NON-ET 248 et de l'inverseur 250, pour produire les signaux CALST Après que les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance ont été déconnectés pendant une période prolongée du dispositif de commande, un cycle d'étalonnage, associé au quatrième état, est exécuté en totalité, comme si le dispositif de commande venait juste d'être mis sous tension, et une nouvelle valeur de Ramb est introduite dans les compteurs numériques 66 a et 66 b

des circuits amplificateurs 30 a et 30 b à gain variable.

La figure 6 permet de mieux comprendre le fonctionnement du détecteur de pente 242 Ce détecteur 242 comprend une série de commutateurs numériques 299, 301, 302 et 305 destinés à charger et décharger'de façons diverses deux condensateurs 307 et 309 à l'aide du signal IHTR 1 représentatif du courant, fourni par le convertisseur

courant/tension 26 a au détecteur 242 de pente par l'inter-

médiaire du conducteur 51 a (voir figure 3) Il convient de noter que le signal IHTR 1 est multiplié par un facteur de gain de -5 dans un amplificateur 311 avant de pénétrer dans le réseau des commutateurs numériques, afin d'accroître la sensibilité de la mesure du détecteur de pente A l'instant t 0, l'impulsion d'horloge provenant de la porte NON-ET 208 chute à une valeur basse, permettant la fermeture du commutateur numérique 299 La sortie de la porte NON-ET 212 est au niveau haut à l'instant to, mais la présence d'une porte NON-OU 313 montée entre le conducteur

de sortie 315 de la porte NON-ET 212 et le conducteur d'en-

trée 317 du commutateur numérique 302, crée une condition -

de signal d'entrée de niveau bas qui agit de manière à fermer le commutateur numérique 303 Les commutateurs numériques 299 et 303 étant tous les deux fermés, il existe un circuit de passage du courant du conducteur 5 ia vers la masse par l'intermédiaire du condensateur 307 et ce dernier se charge à la valeur de IHTR 1 V L'impulsion de sortie de la porte NON-ET 208 passe ensuite à une valeur élevée pour ouvrir le commutateur numérique 299 tandis que la sortie de la porte NON-ET 212 reste au niveau haut pour maintenir à l'état fermé le commutateur numérique 303 A un instant t 1 (environ 0,8 seconde après l'instant t 0), dans le cas o le compteur 206 à division par dix

est un compteur du type CD 4017 de la firme National Semi-

conductor, dont les broches sont connectées comme repré-

senté sur la figure 6, le signal de sortie de la porte NON-ET 210 chute à une valeur basse, fermant le commutateur numérique 301 Le circuit de passage du courant du

conducteur 5 ia vers la masse passe à présent par le conden-

sateur 309 qui se charge donc avec le signal IHTRî* La sortie de la porte NON-210 revient ensuite à une valeur élevée et le commutateur numérique 301 s'ouvre Toute variation affectant la valeur de IHTR 1 entre les instants t O et t 1 se traduit par une différence affectant la charge accumulée dans le condensateur 307 par rapport à la charge accumulée dans le condensateur 309 Cette différence est mesurée par la sortie d'un signal de niveau bas de la porte NON-ET 212, sur un conducteur de sortie 314, à un instant t 2, o t 2 > t 1 Le signal de sortie de niveau bas de la porte NON-ET 212 ferme le commutateur numérique 304 et, par l'action de la porte NON-OU 313, provoque l'ouverture du commutateur numérique 303 Les condensateurs 307 et 309 sont donc connectés entre la masse et l'entrée de niveau haut d'un amplificateur différentiel 318 Le signal de niveau haut appliqué à un conducteur d'entrée

317 par suite de la sortie de niveau bas de la porte NON-

ET 212 valide également la porte NON-ET 248 par l'inter-

médiaire du conducteur 254, tandis qu'un transistor à effet de champ 320 est déclenché, ce transistor étant connecté à l'entrée de niveau bas de l'amplificateur différentiel 318 afin de rendre ce dernier complètement opérationnel.

Le signal de sortie de l'amplificateur diffé-

rentiel 318 présente une amplitude proportionnelle à la différence entre les charges emmagasinées dans les deux condensateurs 307 et 309 et il constitue donc une mesure du rythme de variation ou de la pente du signal IHTRI représentatif du courant, en fonction du temps Le signal de sortie est appliqué à des comparateurs 322, 324 et 326 Le comparateur 322 génère un signal de niveau haut sur le conducteur 298 lorsque le rythme de variation ou la pente du signal IHTR 1 est supérieur à une valeur prédéterminée, indiquant que l'élément 36 de chauffage par résistance se refroidit rapidement à partir d'une température élevée Le comparateur 324 génère un signal de niveau haut sur le conducteur 240 lorsque le rythme de variation ou la pente de IHTR 1 est inférieur à une valeur prédéterminée, indiquant que l'élément de chauffage

par résistance est essentiellement stable ou à la tempé-

rature ambiante Des signaux de sortie de niveau bas des deux comparateurs 322 et 324 indique que la pente IHTR 1 est inférieure à la valeur élevée prédéterminée, mais supérieure à la valeur basse prédéterminée Cette condition apparaît lorsque l'élément 36 de chauffage par résistance refroidit lentement Le comparateur 326 génère un signal de niveau haut sur le conducteur 240 lorsque la pente IHTR 1 dépasse une valeur négative prédéterminée, indiquant

que l'élément de chauffage par résistance s'échauffe.

On suppose que la condition de température de l'élément 38 de chauffage par résistance suit celle de l'élément 36 de chauffage par résistance et c'est la raison pour laquelle la pente du signal IHTR 2 représentative du courant n'est

pas détectée de façon séparée.

La figure 7 représente un circuit d'entrée de paramètres destiné à être utilisé avec le dispositif de

commande selon l'invention Ce circuit d'entrée de para-

mètres est conçu pour programmer la température souhaitée

des éléments de chauffage par résistance dans les conver-

tisseurs numériques/analogiques 74 a et 74 b des circuits amplificateurs 30 a à 30 b à gain variable Par conséquent, un inverseur 348 de comptagedécomptage est utilisé pour commander un réseau d'horloge 350 connecté à un compteur 352 à combinaison Suivant la position de l'inverseur 348, le compteur 352 effectue un comptage ou un décomptage pour générer une représentation décimale codée binaire

de températures, permettant ainsi à l'opérateur du dispo-

sitif de commande de sélectionner l'une quelconque d'un certain nombre de températures souhaitées comprises dans la plage du compteur 352 de combinaisons Ce compteur 352 comprend une bascule 354 destinée à effectuer un comptage de centaines et un compteur-décompteur 356 destiné à effectuer un comptage des dizaines Le rythme de comptage de la bascule 354 et du compteur-décompteur 356 est établi à 2,44 Hz par un compteur binaire 357 faisant partie du réseau d'horloge 350, lequel compteur 357 reçoit des impulsions d'horloge de 39 Hz par un conducteur 358, ces impulsions provenant d'un circuit audio décrit ci-après en regard de la figure 9 Le signal du rythme de comptage de 244 Hz est renvoyé au circuit audio montré sur la figure 9 par un conducteur 359 Les signaux de sortie de la bascule 354 et du compteur-décompteur 356 sont transmis par un circuit tampon 360 à un additionneur 361 qui se comporte comme un convertisseur décimal codé binaire/ binaire Le signal de sortie de l'additionneur 361 est donc une représentation binaire de la température souhaitée et il est transmis par les conducteurs 78 aux convertisseurs

numériques/analogiques 74 a et 74 b afin d'établir le para-

mètre de températures ( 1 + a AT) comme décrit précédemment.

Un interrupteur 362 de défilement, éloigné du dispositif de commande, peut servir de moyen facultatif

* pour incrémenter le compte du compteur 352 de combinaisons.

Lorsque l'interrupteur 362 est fermé, un comparateur 364 applique une valeur élevée à une porte ET 366 qui est validée par un signal HEAT de niveau haut provenant de

la sortie de la porte NON-ET 256 du circuit logique 34.

Tant que le dispositif de commande reste en mode "prêt" du cinquième état (c'est-à-dire tant que le signal HEAT reste haut), le signal de sortie du comparateur 364 peut être transmis par la porte ET 366 pour faire progresser le compteur de combinaison 352 Par contre, le passage du signal HEAT à un état bas, lorsqu'une demande de chauffage est signalée au circuit logique 34, invalide la porte 366 pour déconnecter en fait l'interrupteur 362 de défilement Un autre interrupteur 368 de commande

à distance peut être prévu pour faire progresser auto-

matiquement le réglage de la température souhaitée jusqu'à une limite supérieure prédéterminée La fermeture de l'interrupteur 368 fait passer au niveau haut le signal de sortie d'un comparateur 370 Ce signal de sortie de niveau haut du comparateur est à son tour appliqué à une porte NON-ET 372 qui est validée soit par un signal HEAT de niveau bas reçu du circuit logique 34 par l'intermédiaire d'un inverseur 373, soit par un signal VLIM de niveau haut reçu du circuit 364 de détection de limite de basse tension du circuit logique 34 Le signal de sortie de la porte NON- ET 372 est transmis par un circuit transistorisé 374 de commande à inversion pour commander une série de résistances élévatrices 376 ayant des valeurs prédéterminées pour fournir à l'addition- neur 362 une représentation décimale codée binaire de la température limite supérieure prédéterminée Si cela est souhaité, une série de conducteurs 378, montés entre la sortie du circuit tampon 360 et l'entrée de l'additionneur 361, peut être utilisée pour transmettre la représentation de signal codé binaire à un dispositif d'affichage (non représenté sur la figure 7) afin que l'on obtienne une indication visuelle de la température souhaitée, telle

que sélectionnée.

La figure 8 représente un dispositif d'affichage pouvant être utilisé avec le dispositif de commande selon l'invention Ce dispositif d'affichage comprend une section

de circuits 380 destinés à afficher visuellement ou visua-

liser l'état du dispositif de commande, et une section de circuits 382 destinée à afficher visuellement la

valeur de la température souhaitée choisie par l'opéra-

teur du dispositif de commande La section de circuits

381 comprend une série d'éléments à diodes électro-

luminescentes 384, 386, 388 et 390 accouplées respective-

ment à des réseaux de résistances chutrices 392 et 394.

Les éléments à diodes électroluminescentes 384-390 peuvent présenter un code de couleur si cela est souhaité Les

signaux du circuit logique associés aux états "change-

ment d'élément chauffant" et "étalonnage", c'est-à-

dire les signaux CHGH et CAL,sont transmis respectivement par des portes NON-OU 396 et 398 au réseau résistif 392 par l'intermédiaire d'inverseurs 400, 402 et 404, 406, montés en série Le signal CHGH de niveau haut, représentatif de l'état "changement d'élément chauffant", fait passer l'inverseur 402 au niveau bas afin d'actionner l'élément 384 à diodes électroluminescentes, tandis que le signal CAL de niveau haut, représentatif de l'état "étalonnage", fait passer l'inverseur 406 au niveau bas

pour actionner l'élément 386 à diodes électroluminescentes.

De façon similaire, les signaux du circuit logique, associés

aux modes "prêt" et "chauffage" du cinquième état du dispo-

sitif de commande, à savoir le signal PRET et le signal HEAT, sont transmis respectivement par des portes NON-ET 408 et 410 au réseau résistif 394 par l'intermédiaire d'inverseurs 412 et 414 Le signal PRET de niveau bas, représentatif du mode "prêt", fait passer-au niveau bas l'inverseur 412 pour actionner l'élément d'affichage 388 à diodes électroluminescentes, tandis que le signal HEAT de niveau bas, représentatif du mode "chauffage", fait

passer l'inverseur 414 au niveau bas pour actionner l'élé-

ment 390 d'affichage à diodes électroluminescentes Les deux portes NON-OU 396 et 398 reçoivent le signal de puissance PO, et les deux portes NON-ET 408 et 410 reçoivent le signal de puissance inversé Pb Il est rappelé, en regard de la figure 5 C, que l'apparition de conditions d'alimentation inacceptable dans le dispositif de commande font passer respectivement le signal PO au niveau haut et le signal PO au niveau bas Ainsi, dans le cas d'une condition d'alimentation inacceptable, tous les inverseurs 402, 406, 412 et 414 sont amenés au niveau bas pour allumer simultanément tous les éléments d'affichage à

diodes électroluminescentes 384-390.

La section de circuit 382 du dispositif d'affi-

chage représenté sur la figure 8 comprend un élément d'affichage 416 à diodes électroluminescentes à sept segments et un élément d'affichage double 418 à diodes électroluminescentes à sept segments L'élément d'affichage 418 produit une visualisation du chiffre des centaines et du chiffre des dizaines de la température souhaitée telle que choisie Par conséquent, la représentation du signal codé binaire de la température souhaitée, générée par le circuit d'entrée de paramètres de la figure 7, est conduite par les conducteurs 378 de ce circuit d'entrée de paramètres jusqu'à deux décodeurs 420 et 422 Chacun des décodeurs peut être une bascule décimale codée binaire/

sept segments du type CD 4511 de la firme National Semi-

conductor Les sorties des décodeurs 420 et 422 sont transmises par une série de réseaux résistants 424-430 aux entrées de l'élément d'affichage 418 qui produit une représentation visuelle du chiffre des centaines et du chiffre des dizaines de la température souhaitée L'élé- ment d'affichage 416 produit une représentation visuelle

du chiffre des unités de la température choisie Cepen-

dantf étant donné que le compteur 352 de combinaisons de la figure 7 ne compte que par dizaines, l'élément

d'affichage 416 est bloqué en permanence sur une repré-

sentation "zéro".

La figure 9 représente un dispositif destiné à produire une indication sonore des divers états du

dispositif de commande Le circuit audio comprend un haut-

parleur 432 commandé par deux transistors 434 et 436

pilotés par le signal de sortie d'un amplificateur 438.

Le gain de l'amplificateur 438 peut être modifié par réglage d'une résistance variable ou d'une commande de volume 439 pour faire varier la puissance du son émis par le haut-parleur L'amplificateur 438 est alimenté en signaux de tonalité de 312 Hz, produits par un compteur binaire 440 à douze étages, en réponse à des signaux d'horloge de 1250 Hz provenant d'un compteur 442 Ce dernier est lui-même commandé par le signal de sortie de 40 k Hz du circuit diviseur 194 faisant partie du circuit logique 34 Lorsqu'il est actionné, le compteur binaire 440 produit également des signaux de 4,88 Hz et de 0,31 Hz, le signal de 4,88 Hz étant utilisé pour appliquer au conducteur 296 les impulsions de validation de 0,2 seconde

destinées à la porte NON-OU 290 du circuit 284 de tempo-

risation du circuit logique 34 L'entrée de remise à zéro du compteur binaire 440 est connectée à la sortie d'une porte ET 444 Une entrée de cette porte ET 444 reçoit le signal HEAT de la porte NON-ET 256 du circuit logique 34 L'autre entrée de la porte ET 444 reçoit le signal inversé de puissance PO du circuit de la figure 5 C. Le signal de sortie de 0,31 Hz du compteur binaire 440 commande un circuit basculeur 445 comprenant des portes

12308

NON-OU 446 et 448 La sortie du circuit basculeur 445 est connectée à une entrée d'une porte NON-OU 450 dont l'autre entrée est reliée à la sortie d'une porte NON-ET 452 ayant ses entrées reliées respectivement à un comparateur 454 et à un conducteur 375 connecté à la

sortie de la porte NON-ET 372 du circuit d'entrée de para-

mètres de la figure 7 Le comparateur 454 commute entre les niveaux haut et bas suivant la valeur du signal de commande CTL 1 généré par le circuit amplificateur de commande 32 a montré sur la figure 4, tandis que la sortie de la porte NON-ET 372 alterne entre une valeur haute et une valeur basse suivant la position de l'interrupteur 368 représenté sur la figure 7 Le signal de sortie de la porte NON-OU 450 valide une porte NON- OU 456 pour permettre le passage du signal de 4,88 Hz et du compteur binaire 440 par l'intermédiaire d'une porte NON-ET 458 vers une porte NON- ET 460 Ce dernier est conçu pour arrêter le passage du signal de 312 Hz dirigé du cÈté binaire 440 vers l'amplificateur 438, comme décrit plus en détail ci-après Une porte NON-OU 462, montée de manière à recevoir le signal de sortie de la porte NON-ET 460,

a pour fonction d'empêcher les signaux de 312 Hz d'attein-

dre l'amplificateur 438 lorsqu'un circuit de "claquement"

décrit également ci-après, est opérationnel.

Lorsque le dispositif de commande passe de l'état zéro au quatrième état, il est rappelé que le signal HEAT est au niveau haut Si l'on suppose que des conditions d'alimentation acceptables existent dans le dispositif de commande, c'est-à-dire que le signal PO est au niveau haut, le signal de sortie de la porte ET 444 passe au niveau haut et le compteur binaire 440 est bloqué dans une position de remise à zéro Ainsi, pendant la progression du dispositif de commande de l'état zéro au quatrième état, aucun signal de sortie n'est produit par le compteur

binaire 440 et le haut-parleur 432 reste silencieux.

Après l'arrivée du dispositif de commande dans le cinquième état, une demande de chauffage fait cependant passer au niveau bas le signal HEAT, comme décrit précédemment, invalidant ainsi la porte ET 444 pour ne plus bloquer à zéro le compteur 440 Ensuite, le compteur binaire 440 commence à produire les signaux de 312 Hz, de 4,88 Hz et de 0,31 Hz Le signal de 0, 31 Hz n'apparalt pas pendant une période initiale de fonctionnement du compteur d'envi- ron 1,5 seconde Par conséquent, la sortie du circuit basculeur 445 est au niveau haut et la sortie de la porte NON-OU 450 est au niveau bas La porte NON-OU 456 transmet alors un signal inversé de 4, 88 Hz par l'intermédiaire de la porte NON-ET 468 pour valider la porte NON-ET 460

à intervalles réguliers, définis par le signal de 4,88 Hz.

Le résultat net est que le signal de sortie de la porte NON-ET 460 se présente sous la forme d'une série de salves de tonalité, c'est-à-dire de signaux de 312 Hz interrompus par intermittence par les intervalles de tension élevée du signal inversé de 4,88 Hz provenant de la porte NON-OU 456 Le haut-parleur 432 émet des signaux sonores ou

"bips"' en réponse à ces salves de tonalité.

Au bout d'une durée d'une seconde et demie, la première impulsion de 0,31 Hz sort du compteur binaire 440, faisant passer au niveau bas la sortie de la porte NON-OU 446 vers le circuit basculeur 445 Si l'on suppose que l'interrupteur 368 est ouvert, le signal de sortie de la porte NON-ET 372 du circuit d'entrée de paramètres est au niveau haut A ce stade, si la valeur de CTL 1

dépasse une limite prédéterminée établie dans le compgra-

teur 454, indiquant que les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance sont encore chauds, le signal de sortie du comparateur est bas et le signal de sortie de la porte NON-ET 452 est haut La porte NON-OU 450 continue de produire un signal de niveau bas pour valider la porte NON-OU 456, et le signal de 4; 88 Hz provenant du compteur binaire 440 continue de passer par la porte NON-OU 456 et par la porte-NON-ET 458 pour interrompre l'émission du signal de 312 Hz du compteur binaire 440 Cependant, lorsque le signal de commande CTL 1 chute à un niveau fixe, indiquant que les éléments 36 et 38 de chauffage par résistance ont atteint la température souhaitée, la sortie du comparateur 454 passe au niveau haut pour faire passer au niveau bas la sortie de la porte NON-ET 452 Etant donné que le circuit basculeur 445 est également bloqué à une valeur basse, la sortie de la porte NON-OU 450 est bloquée au niveau haut La porte NON-OU 456 est à son tour invalidée, délivrant un signal de niveau bas, que le signal de 4,88 Hz provenant du compteur binaire 440 soit présent ou non La porte NON-ET 458 est alors amenée au niveau haut et le signal de 312 Hz produit par le compteur binaire 440 est transmis par la porte NON-ET 460 qui l'inverse pour l'appliquer à l'amplificateur 438 avec une série continue d'impulsions de 312 Hz Par conséquent,

le haut-parleur 432 commence à émettre une tonalité-régu-

lière, avertissant l'opérateur du dispositif de commande

que les éléments chauffants 36 et 38 ont atteint la tempé-

rature souhaitée Cette tonalité stable se prolonge sans que les éléments de chauffage par résistance restent à la température souhaitée Lorsqu'un refroidissement des éléments de chauffage par résistance se produit, il est évident que l'amplitude du signal de commande CTL 1 s'élève pour accroître à la fois la chute de tension et le débit de courant entre les bornes de l'élément 36 de chauffage par résistance, à la suite de quoi le signal de sortie du comparateur 454 passe au niveau haut pour faire passer

au niveau bas le signal de sortie de la porte NON-ET 452.

La porte NON-OU 450 est débloquée pour permettre le passage du signal de 4,88 Hz par la porte NON-OU 456, interrompant de nouveau la sortie du signal de 312 Hz du compteur binaire 440 et faisant émettre des bips sonores par le

haut-parleur 432 De façon similaire, la fermeture de l'in-

terrupteur 368 de la figure 7, pour faire progresser automatiquement le réglage de la température souhaitée vers une limite supérieure prédéterminée, amène à force la sortie de la porte NON-ET 372 au niveau bas Si les éléments de chauffage par résistance sont par ailleurs à la température souhaitée, c'est-à-dire si le signal de sortie du comparateur 454 est haut, la sortie de la porte NON-ET 452 est également amenée au niveau haut pour valider la porte NON-OU 456 par l'intermédiaire de la porte NON-OU 450, et le haut-parleur 432 recommence de

nouveau à émetttre des "bips".

Le dispositif sonore montré sur la figure 9 comprend également un circuit 464 de "claquement" qui produit une indication sonore du comptage/décomptage effectué par le compteur 352 de combinaisons du circuit d'entrée de paramètres de la figure 7 On peut voir que le compteur 442 délivre un signal de 312 Hz et un signal de 39 Hz, en plus du signal précité de 1250 Hz Le signal de 39 Hz est tran'smis par le conducteur 358 au compteur 357 du circuit d'entrée de paramètres pour établir le

rythme de comptage de 2,44 Hz pour le compteur de combi-

naison 352 Le signal de rythme de comptage de 2,44 Hz revient au circuit de "claquement" de la figure 9 par un conducteur 359 aboutissant à une bascule-466 que ce signal commande Simultanément, le signal de 312 Hz émis par le compteur 442 commande un compteur 468 dont le signal de la sortie Q 2 détermine le repositionnement de la bascule 466 L'action combinée de la bascule 466 et du compteur

468 a pour effet de produire une impulsion de 13 milli-

secondes à la sortie Q de la bascule 466 à chaque fois que le compteur de combinaisons 352 du circuit d'entrée de paramètres effectue un comptage ou un décomptage de bips Cette impulsion de 13 millisecondes valide une porte NON-ET 470 tout en invalidant la porte NON-OU 462 On peut voir que la porte NON-ET 470 reçoit les impulsions d'horloge de 1250 Hz du compteur 442 Par conséquent,

pendant l'intervalle de 13 millisecondes défini par l'impul-

sion de la sortie Q de la bascule 466, un signal de tonalité

de 1250 Hz est transmis par la porte NON-ET 470 à l'ampli-

ficateur 438, mais que le passage de toutes impulsions

du signal de 312 Hz par la porte NON-OU 462 vers l'ampli-

ficateur 438 est bloqué Le haut-parleur 432 émet alors une tonalité ou un "claquement" de 1250 Hz Ce "claquement" apparaît à chaque fois que le compteur 352 de combinaison du circuit d'entrée de paramètres effectue un comptage ou un décomptage, fournissant à l'opérateur du dispositif de commande une confirmation sonore de l'opération de

comptage effectuée par le circuit d'entrée de paramètres.

Le dispositif de commande selon l'invention utilise la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un conducteur électrique pour établir un cycle de fonctionnement destiné à réguler le débit auquel le courant circule d'une source à travers un élément de chauffage par résistance En particulier, la résistance de l'élément chauffant, à une température souhaitée pour cet élément, est calculée et utilisée comme rapport à obtenir pour comparer la chute de tension entre les bornes de l'élément de chauffage par résistance au débit

du courant traversant cet élément De cette manière, l'élé-

ment de chauffage par résistance peut être commandé avec précision à la température souhaitée, et le dispositif

de commande selon l'invention peut donc s'appliquer large-

ment à tout milieu dans lequel un tel réglage précis de

la température est avantageux.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif de commande décrit

et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (25)

REVENDICATIONS

1 Appareil pour commander le passage du courant d'une source ( 4) de courant à travers un élément ( 2) de chauffage par résistance de manière que cet élément soit porté à une température prédéterminée, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 10) de mesure de tension destinés à détecter l'amplitude de la chute de tension entre les bornes de l'élément de chauffage par résistance et à générer un signal (VHTR) représentatif

de la tension, ayant une valeur correspondant à l'ampli-

tude de la chute de tension ainsi détectée, des moyens ( 6) de mesure de courant destinés à détecter l'amplitude

du courant passant dans l'élément de chauffage par résis-

tance et à générer un signal (IHTR) représentatif du courant ayant une valeur correspondant à l'amplitude du courant ainsi détecté, des moyens ( 12) de calcul de résistance destinés à générer-un signal de résistance calculée (R chaud) ayant une valeur correspondant à la résistance prévue de l'élément de chauffage par résistance à la température prédéterminée (Tchaud), un circuit ( 14) de comparaison

de rapport monté de manière à recevoir ledit signal repré-

sentatif de la tension, le signal représentatif du courant et le signal de la résistance calculée pour générer un signal de commande (CTL) ayant une valeur qui correspond à la différence entre ladite valeur du signal représentatif de la tension et le produit desdites valeurs du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée, et des moyens connectés de manière à recevoir le signal de commande pour réguler le débit de courant s'écoulant entre la source de courant et l'élément de chauffage par résistance en fonction de ladite valeur du

signal de commande.

2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de chauffage par résistance est chauffé

d'une température ambiante (Tamb) à la température prédé-

terminée et en ce que ledit moyen de calcul de résistance -comprend un dispositif d'étalonnage destiné à générer un premier signal (Ramb) ayant une valeur correspondant à la résistance de l'élément de chauffage par résistance à la température ambiante, les moyens de calcul comprenant également un élément à paramètre de température destiné à générer un second signal ayant une valeur correspondant à un paramètre de température ( 1 + a LT) qui varie en

fonction de la température prédéterminée.

3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de comparaison de rapport comprend un circuit multiplicateur ( 28, 30) destiné à multiplier respectivement le signal représentatif du courant par les premier et second signaux pour obtenir un signal de produit

correspondant au produit desdites valeurs du signal repré-

sentatif du courant et du signal de résistance calculée.

4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit multiplicateur comprend au moins

un convertisseur numérique/analogique ( 64 a, 64 b; 74 a, 74 b).

Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit multiplicateur comprend un premier convertisseur numérique/analogique ( 64 a ou 64 b) qui reçoit à la fois le signal représentatif du courant et le premier signal et agit ensuite de manière à générer un signal de sortie ayant une valeur représentant la valeur du signal représentatif du courant, multiplié par ledit premier signal,

le circuit multiplicateur comprenant également un amplifi-

cateur ( 68 a ou 68 b) connecté à un second convertisseur numérique/analogique ( 74 a ou 74 b) qui reçoit à la fois ledit signal de sortie du premier convertisseur numérique/ analogique et ledit second signal, cet amplificateur et le second convertisseur numérique/analogique produisant

ensuite ledit signal de produit.

6 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de comparaison de rapport comprend un amplificateur ( 92 a ou 92 b) ayant une entrée connectée pour recevoir à la fois les signaux représentatifs de la tension desdits moyens de mesure de tension et le signal

de produit dudit circuit multiplicateur.

7 Appareil pour commander le passage d'un courant d'une source ( 4) de courant à travers au moins un élément ( 2) de chauffage par résistance de manière que cet élément soit porté à une température prédéterminée, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte des

moyens ( 10) de mesure de tension destinés à détecter l'am-

plitude de la chute de tension entre les bornes de l'élé- ment de chauffage par résistance et à produire un signal (VHTR) représentatif de la tension, ayant une valeur correspondant à l'amplitude de la chute de tension ainsi détectée, des moyens ( 6) de mesure de courant destinés à détecter l'amplitude du courant circulant dans l'élément de chauffage par résistance et à générer un signal ( 1 HTR) représentatif du courant ayant une valeur correspondant à l'amplitude du courant ainsi détectée, des moyens ( 12) de calcul de résistance destinés à générer un signal (Rchaud> de résistance calculée ayant une valeur correspondant

à la résistance prévue de l'élément de chauffage par résis-

tance à la température prédéterminée, un circuit ( 14) de comparaison de rapport connecté de manière à-recevoir

ledit signal représentatif de la tension, le signal repré-

sentatif du courant et le signal de résistance calculée

pour générer un signal de produit ayant une valeur repré-

sentant le produit desdites valeurs du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée et pour générer un signal de commande (CTL) ayant une valeur qui varie en fonction de la différence entre ladite valeur du signal représentatif de la tension et ladite valeur du signal de produit, et des moyens connectés pour recevoir

ledit signal de commande afin de réguler le débit du cou-

rant entre la source de courant et l'élément de chauffage par résistance en fonction de ladite valeur du signal

de commande.

8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de comparaison de rapport comprend

un amplificateur de commande ( 92 a ou 92 b) destiné à rece-

voir le signal représentatif de la tension et le signal

de produit et à générer ensuite ledit signal de commande.

9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé

en ce que l'amplificateur de commande comprend un amplifi-

cateur différentiel ayant un conducteur d'entrée connecté de manière à recevoir à la fois le signal représentatif

de la tension et le signal de produit.

Appareil selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que l'élément de chauffage par résistance est chauffé de la température ambiante à la température

prédéterminée et en ce que lesdits moyens de calcul de résis-

tance comprennent un dispositif d'étalonnage destiné à générer un signal (R mb) de résistance à la température ambiante au cours d'un cycle d'étalonnage, ledit signal de résistance à la température ambiante ayant une valeur qui correspond à la résistance de l'élément de chauffage par résistance à la température ambiante, lesdits moyens de calcul comprenant en outre un dispositif à paramètre de température destiné à générer un signal de paramètre

de température ayant une valeur correspondant à un para-

mètre de température qui varie en fonction de la tempéra-

ture prédéterminée.

11 Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce qu'il comporte un dispositif d'entrée de para-

mètres destiné à programmer la valeur de la température

prédéterminée dans ledit dispositif à paramètre de tempé-

rature.

12 Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le circuit de comparaison de rapport comprend un circuit multiplicateur ( 28, 30) destiné à multiplier respectivement le signal représentatif du courant par ledit signal de résistance à la température ambiante et ledit signal de paramètre de température pour donner ledit

signal de produit.

13 Appareil selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que le circuit multiplicateur comprend un premier circuit amplificateur ( 28) à gain variable qui multiplie le signal représentatif du courant par le signal de résistance à la température ambiante pouri:donner un signal de sortie, ce circuit multiplicateur comprenant également un second circuit amplificateur ( 30) à gain variable qui multiplie le signal de sortie du premier circuit amplificateur à gain variable par le signal de paramètre de température pour donner ledit signal

de produit.

14 Appareil selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que le premier circuit amplificateur à gain variable comprend un convertisseur numérique/analogique ( 64 a ou 64 b) qui reçoit à la fois le signal représentatif du courant et le signal de résistance à la température

ambiante et qui génère ensuite ledit signal de sortie.

Appareil selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que le second circuit amplificateur à gain variable comprend un amplificateur ( 72 a ou 72 b) ayant un convertisseur numérique/analogique ( 74 a ou* 74 b) connecté à son entrée, le second convertisseur numérique/analogique étant connecté de manière à recevoir à là fois ledit signal de sortie du premier circuit amplificateur à gain variable et ledit signal de paramètre de température afin

que ledit amplificateur génère ledit signal de produit.

16 Appareil selon la revendication 15, caracté-

risé en ce que le dispositif d'étalonnage comprend une alimentation ( 94) à tension d'étalonnage destinée à produire des premier et second potentiels de référence, le premier potentiel de référence étant appliqué à ladite entrée de l'amplificateur à la place du signal représentatif de la tension afin de régler ledit signal de commande à une valeur telle qu'un courant de détection circule dans

l'élément de chauffage par résistance.

17 Appareil selon la revendication 16, caracté-

risé en ce que le dispositif d'étalonnage comprend un circuit de comptage ( 66 a ou 66 b) qui fournit au premier circuit amplificateur à gain variable un signal binaire croissant progressivement et réglant le gain dudit premier circuit amplificateur à gain variable, le dispositif d'étalonnage comprenant également un comparateur ( 104 a ou 104 b) connecté de manière à recevoir le second potentiel de référence de ladite alimentation en tension d'étalonnage et ledit signal de sortie du premier circuit amplificateur à gain variable pour générer un signal d'arrêt qui fait cesser l'opération effectuée par le circuit de comptage afin de bloquer la valeur dudit signal binaire en ce point

dans le premier circuit amplificateur à gain variable lors-

que le signal de sortie provenant dudit premier circuit amplificateur à gain variable est égal au second potentiel de référence.

18 Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce qu'il comporte un circuit logique ( 34) destiné

à déclencher le cycle d'étalonnage.

19 Appareil selon la revendication 18, caracté-

risé en ce que le circuit logique comprend un détecteur

de pente ( 242) destiné à mesurer la pente du signal repré-

sentative du courant afin de déterminer lorsque l'élément

de chauffage par résistance est à la température ambiante.

Appareil selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que le circuit logique comprend un dispositif logique de déclenchement connecté au détecteur de pente pour déclencher le cycle d'étalonnage lorsque l'élément

de chauffage par résistance est à la température ambiante.

21 Appareil selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que lesdits moyens connectés de manière à rece-

voir le signal de commande comprennent au moins un tran-

sistor ( 124 a, 126 a; 124 b, 126 b).

22 Appareil selon la revendication 21, caracté-

risé en ce que la source de courant ( 20) comprend un transformateur ( 114) ayant une sortie redressée ( 120) et en ce que le collecteur dudit transistor est connecté de manière à recevoir le signal de sortie redressé du transformateur.

23 Appareil selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que le signal de commande est appliqué à la

base du transistor.

24 Appareil selon la revendication 7, caracté-

risé en ce qu'il comporte un dispositif de détection de limites destiné à déterminer lorsque la résistance de l'élément de chauffage par résistance dépasse des limites prédéterminées.

Appareil selon la revendication 7, caracté-

risé en ce qu'il comporte un convertisseur courant/tension

2512308-

monté entre les moyens de mesure de courant et le circuit

de comparaison de rapport.

26 Procédé pour commander le passage d'un courant d'une source ( 4) de courant dans un élément ( 2) de chauffage par résistance afin que cet élément soit porté à une température prédéterminée, le procédé étant caractérisé

en ce qu'il consiste à générer un signal (VHTR) représen-

tatif de la tension, ayant une valeur correspondant à l'amplitude de la chute de tension entre les bornes de l'élément de chauffage par résistance, à générer un signal

(I HTR) représentatif du courant, ayant une valeur corres-

pondant à l'amplitude du courant passant dans l'élément de chauffage par résistance, à générer un signal (Rchaud) de résistance calculée ayant une valeur correspondant à

la résistance prévue de l'élément de chauffage par résis-

tance à la température prédéterminée, à combiner -le signal représentatif de la tension, le signal représentatif du courant et le signal de la résistance calculée pour générer un signal de commande (CTL) ayant une valeur qui correspond à la différence entre ladite valeur du signal représentatif de la tension et le produit desdites valeurs du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée et à réguler le débit du courant entre la source du courant et l'élément de chauffage par résistance en

fonction de la valeur du signal de commande.

27 Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que la combinaison du signal représentatif de la tension, du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée consiste en outre à calculer la valeur de I Rchaud t o I est la valeur du signal représentatif du courant et R chaud est la valeur du

signal de la résistance calculée.

28 Procédé selon la revendication 27, caracté-

risé en ce que la combinaison du signal représentatif de la tension, du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée consiste en outre à régler ladite valeur du signal de commande jusqu'à ce que V = I x R chaud, o V est la valeur du signal

représentatif de la tension.

29 Procédé selon la revendication 26, caracté-

risé en ce que la combinaison du signal représentatif de la tension, du signal représentatif du courant et du signal de la résistance calculée consiste en outre à régler la valeur du signal de commande jusqu'à ce que

V/I = Rchaud t o V est la valeur du signal représen-

tatif de la tension, I est la valeur du signal repré-

sentatif du courant et R chaud est la valeur du signal

de la résistance calculée.

Procédé selon la revendication 26, caracté-

risée en ce que l'élément de chauffage par résistance

est chauffé d'une température ambiante jusqu'à la tempéra-

ture prédéterminée et en ce que la génération du signal de la résistance calculée consiste en outre à calculer la valeur de la résistance présentée par l'élément de

chauffage par résistance à la température ambiante.

31 Procédé selon la revendication 30, caracté-

risé en ce que la génération du signal de la résistance calculée consiste en outre à calculer R chaud = Ramb 1 + a AT, o Rchaud est la valeur du signal de la résistance calculée, a est un coefficient de température ayant une valeur qui dépend de la composition de l'élément de chauffage par résistance et AT est égal à la différence entre T chaud et 220 C.