Brevet FR2142635A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne un dispositif électrique générateur permettant d'élaborer une grandeur électrique variant en fonction du temps, dans un intervalle déterminé, suivant une loi arbitraire. Cette grandeur, ainsi programmée dans le temps, permet, comme il est connu, de commander le déroulement d'un processus comportant différentes phases reliées entre elles dans le temps avec ou sans solution de continuité. La fonction ainsi engendrée peut être éventuellement réitérée cycliquement avec ou sans temps d'arrêt. Un dispositif de ce genre trouve application, par exemple, dans la commande d'un four de traitement thermique, dans le déroulement d'une série d'expériences de laboratoire, au cours d'une ou plusieurs séquences de fabrication industrielle, dans la commande cyclique d'enregistreurs (fonctionnement, vitesse, sensibilité), dans l commande d'éclairage ou de rayonnements intermittents ou odulés, etc... On connaît déjà, 3 cette fin, des dispositifs comportant des cames, montées sur un arbre entraîné en rotation, qui agissent périodiquement sur des interrupteurs. Ces dispositifs ont peu de souplesse pour la réalisation de programmes complexes et surtout ne peuvent élaborer des variations continues, même au prix de 1'utilisation d'un grand nombre de cames. I1 en est de même pour les dispositifs générateurs utilisant des cartes ou des rubans perforés pour la commande de déclencheurs de type opto-électriques. Sont connus également des dispositifs à diodes polarisées dont l'utilisation est surtout réservée aux fréquences de cycle plus élevées, de l'ordre de 1 à 10 KHz par exemple. On connaît aussi des dispositifs à suiveur optique ou électrique, ou à carte perforée, ou comportant des potentiomètres à prises shuntées par résistances. Tous ces dispositifs manquent de souplesse pour la réalisation de programmes comportant des fonctions complexes En outre ceux qui comportent un suiveur optique et ceux qui mettent en oeuvre des cartes comprennent des éléments mécaniques d'un prix de revient élevé et dont la fiabilité est sujette à caution. Ceux qui sont équipés de potentiomètres exigent, pour chaque fonction, un calcul et un câblage des résistances de shunt. Enfin, dans tous les cas, la réaction des sorties les unes sur les autres n'est pas toujours négli geable. La présente invention pallie ces inconvénients et permet la programmation par affichage simple de la fonction et de sa durée, cet affichage ne nécessitant aucun démontage et aucune adjonction de matériel annexe. Elle supprime le calcul et le câblage de résistances de shunt, ainsi que toute manoeuvre préparatoire à la mise en service. Le dispositif selon Invention comprend, d'une part, au moins deux potentiomètres dont les curseurs sont mus par un même moteur, le premier à prises multiples, le second à variation linéaire, d'autre part, une matrice de connexion dont les conducteurs d'une première direction sont reliés à des moyens réglables d'élaboration de tensions continues, tandis que certains conducteurs de l'autre direction sont reliés individuellement aux prises multiples du premier potentiomètre et au moins un autre a l'une des deux entrées d'un comparateur de tension dont l'autre entrée est reliée au curseur d l'un.des deux potentiomètres,la sortie de ce comparateur fournissant un signal de commande, tandis que la valeur de la tension de sortie est prélevée du curseur du premier potentiomètre. Dans une telle réalisation, la tension du curseur du second potentiomètre étant à variation linéaire, passe, en des instants fonction linéaire du temps, par les valeurs imposées aux premières entrées du ou des comparateurs de tension déclenchant ainsi l'envoi de signaux de commande qui se trouvent ainsi associes à la loi de variation de la tension prélevée sur le curseur du premier potentiomètre. La loi de variation de ce premier potentiomètre, entre deux prises consécutives, peut aussi être linéaire, auquel cas la fonction transmise est représentée par une ligne brisée, ou bien la loi de variation du potentiomètre entre deux prises peut être plus complexe, ce qui permet la réalisation de fonctions représentées par des courbes. Les moyens réglables d'élaboration des tensions continues peuvent être des potentiomètres alimentés par une tension de référence régulée, ou bien être des dispositifs plus complexes. De préférence, les sources de tensions continues variables sont reliées aux conducteurs de première direction de la matrice par l'intermédiaire d'amplificateurs adaptateurs d'impédance. Pour l'émission d'un signal de commande, la sortie des comparateurs peut alimenter l'enroulement d'un relais électromagnétique avec ou sans réalimentation. De plus, le dispositif peut avantageusement comporter un indicateur du temps écoulé alimenté par le second potentiomètre et un dispositif de mesure de la tension de sortie permettant le contrôle visuel instantané du fonctionnement. On peut prévoir, en outre, des dispositifs d'affichage permanent ou d'enregistrement de la fonction qui se déroule 3 chaque cycle. Le complément de description suivant en regard du dessin annexé permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 est un graphique montrant le genre de résultat qu'il est possible d'obtenir. Sur la figure 1, une alimentation stabilisée 18 fournit une tension de référence + Réf a un certain nombre de potentiomètres, dix par exemple, dont trois seulement la, lb, 1c sont représentés, et à un potentiomètre linéaire rotatif 9. Cette alimentation fournit également les différentes tensions nécessaires au fonctionnement des différents circuits du dispositif. Les potentiomètres la ... lc fournissant des tensions de niveaux échelonnés régulièrement ou non, commandent respectivement les entrées d'un nombre équivalent d'amplifi- cateurs adaptateurs d'impédance 2a, 2b, 2c, lesquels délivrent a leurs sorties des tensions respectivement sur les lignes horizontales 3a, 3b, 3c, d'une matrice de programmation 11. Une première série de lignes verticales 6 peut être connectée, par exemple, à l'aide de fiches aux différentes lignes horizontales pour alimenter les prises 8a, 8b, 8c d'un potentiomètre rotatif multiprise 8 dont le curseur est relié à l'entrée d'un amplificateur de sortie 10. Les axes des curseurs des potentiomètres 8 et 9 sont reliés mécaniquement entre eux, ainsi qu'3 un réducteur 13 qu'entraîne un moteur 12 commandé par un circuit 14, connu en soi, qui est capable de faire varier la vitesse dudit moteur. Le circuit 14 comprend un indicateur 19 affichant la vitesse choisie et, par conséquent, la durée dssun cycle. La sortie de l amplifinateur ln est reliée è la sortie S délivrant la fonction programmée, et à l'un des plots d'un sélecteur de mesure 15 dont le curseur est relié à un indicateur 17, tel qu'un voltmètre numérique par exemple. Les lignes horizontales 3 sont également reliées respectivement aux autres plots du sélecteur 15. Il est ainsi possible de rendre visibles à chaque instant les niveaux des tensions de départ et celui de la fonction. Le potentiomètre 9, alimenté entre la tension + Réf et la masse, a son curseur relié, d'une part, à un indicateur 16, tel qu'un voltmètre par exemple, gradué de 0 à 100 %, rendant apparent le déroulement d'un cycle (la tension mesurée pour 100% correspondant a + Réf) et, d'autre part, et parallèlement, à une série de comparateurs de tension 4a, 4b, 4c Les comparateurs reçoivent sur leur deuxième entrée certaines tensions issues de la matrice 11 par l'intermédiaire d'une deuxième série de lignes verticales 7 pouvant être reliées par des fiches aux différentes lignes horizontales 3a, 3b, 3c... Les sorties des comparateurs 4a, 4b, 4c ... alimentent les bobines de relais électromagnétiques 5a, 5b, 5c, sur les contacts de travail (ou de repos) 20a, 20b, 20c, desquels (contacts comportant un éventuel circuit de réalimentation de la bobine correspondante) il est possible de prélever les tensions de commande. Les niveaux principaux d'un cycle de la fonction sont réglés sur les lignes horizontales 3a, 3b, 3c ... à l'aide des potentiomètres la, lb, lc ... en connectant lesdites lignes l'une après l'autre à l'indicateur 17 par ltintermédiaire du sélecteur 15. Ces différents niveaux sont conduits au potentiomètre 8 par les lignes 6 dans l'ordre de leur apparition dans la fonction par l'intermédiaire des fiches de connexion qui relient les lignes 6 et les lignes 3 (3a, 3b, 3c ...). La vitesse du moteur 12 est choisie à laide du circuit 14. Il suffit alors de commander la mise en marche du moteur 12 pour obtenir la fonction désirée à la sortie S de l'amplificateur 10. Un exemple est montré sur la figure 2. La tension du curseur du potentiomètre 8 suit ainsi, par exemple, la ligne brisée 23, 24, 25, en supposant que les tensions des prises 8a, 8b, 8c ont respectivement les valeurs V2, V1, V3 pendant le cycle de durée OT. Les tensions prélevées sont amplifiées dans l'amplificateur 10 et peuvent être déli vraies sur la sortie S. En connectant cette sortie à l'indicateur 17 par l'intermédiaire du sélecteur 15, il est possible de suivre le déroulement de la fonction en ce qui concerne les niveaux. Il est également possible, au cours d'un cycle, de modifier un ou plusieurs niveaux et les pentes de la fonction en agissant sur les potentionêtres la, lb, îc ... Il est, de plus, possible de modifier la durée du cycle. Pendant ce temps, le curseur du potentiomètre 9 parcourt la droite 26, ctest-3-dire tous les niveaux de tension situés entre zéro et + Réf. Les tensions prélevées apparaissent sur l'indicateur 16 qui permet de connaître le pourcentage de cycle écoulé, et sur les comparateurs 4a, 4b, 4c... Si la valeur de tension V3 est prélevée de la matrice il pour être envoyée sur le comparateur 4a, par exemple, il se produira au temps t1 l'enclenchement du relais Sa. Comme représenté, ce temps peut etre choisi pour coïncider avec le passage de la tension de sortie en S par une valeur particulière. Ainsi, chaque relais Sa, 5b, Sc enclenche (ou dXclenche) lorsque, sur chacun d'eux, la tension issue du po tentiomètre 9 devient égale 3 la tension prélevée sur la matrice t1. Il est ainsi possible, au cours d'un cycle, de commander des paramètres supplémentaires dans le déroulement du programmeS en synchronisme avec la fonction, le temps de dé clenchenent pouvant être modifié en cours de cycle par modification des connexions des lignes 7 avec les lignes 3a, 3b, 3c... Il est ainsi possible avec le présent dispositif de commander le fonctionnement des comparateurs 4a, 4b, bc 3 l'aide du signal délivré à la sortie S, en remplacement du signal prélevé sur le curseur du potentiomètre 9. Du fait de la séparation pratique des différents circuits pour les amplificateurs et les comparateurs, la fonction présente une grande stabilité et une absence de réaction des différents niveaux et pentes les uns par rapport aux autres. On peut prévoir par exemple, comme déj3 indiqué, dix niveaux de tension et la durée du cycle peut par exemple varier de 6 secondes d 2 heures. A titre d'exemple, dans un cas particulier, une matrice de 72 lignes verticales, par exemple, peut permettre de découper la fonction en 36 intervalles de temps égaux comportant chacun l'un des 10 niveaux injectés sur les lignes horizontales. I1 est alors possible de commander en synchronisme 36 comparateurs, et donc 36 relais. Les niveaux de sortie peuvent être compris entre O et 10 volts et l'impédance de charge admissible peut être de 2000 ohms. Enfin, le générateur peut être utilisé pour un seul cycle et modifié dans son programme à chaque cycle, ou bien il peut, de façon continue ou intermittente, commander le même programme et le réitérer. L'invention s'applique 3 la conduite d'installations automatiques (par exemple de four de traitement thermique), au laboratoire pour la conduite d'expériences en séquences, pour la commande d'échanges de rayonnements, de scènes animées lumineuses à des fins publicitaires par exemple. R E V E FI D I r A T I 8 N S 1. Générateur électrique de programme à déroulement temporel fournissant une tension électrique de niveau variable en fonction du temps, caractérisé en ce qutil comprend, d'une part, au moins deux potentiomètres dont les curseurs sont mus par un même moteur, le premier à prises multiples, le second à variation linéaire, d'autre part, une matrice de connexion dont les conducteurs d'une première direction sont reliés a des moyens réglables d'élaboration de tensions continues, tandis que certains conducteurs de l'autre direction sont reliés individuellement aux prises multiples du premier potentiomètre et au moins un autre a l'une des deux entrées d'un comparateur de tension dont l'autre entrée est reliée au curseur de l'un des deux potentiomètres, la sortie de ce comparateur fournissant un signal de commande, tandis que la valeur de 1a tension de sortie est prélevée du curseur du premier potentiomètre. 2. Générateur selon la revendication ', caractérisé en ce que les moyens réglables d'élaboration des tensions continues sont des potentiomètres alimentés en parallèle par une tension de référence. 3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens réglables d'élaboration des tensions continues sont reliés aux conducteurs de première direction de la matrice par des amplificateurs adaptateurs d'impédance. 4. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie d'un comparateur de tension au moins alimente l'enroulement d'un relais dont un contact fournit le signal de commande. 5. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un indicateur du temps écoulé est alimenté par le curseur du second potentiomètre. 6. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un voltmètre peut être connecté par l'intermédiaire d'un commutateur multiple aux conducteurs de la matrice de connexion et au curseur du premier potentiomètre. 7. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les potentiomètres sont circulaires et leurs curseurs constitués chacun par un bras radial solidaire d'un arbre rotatif. 8. Générateur selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que des moyens de réglage permettent la variation de la vitesse du moteur d'entraînement des curseurs.