Brevet FR2432188A1 — publié le 19800222

L'invention concerne la régulation de la température d'une enceinte, et s'applique plus particulièrement à une enceinte renfermant un dispositif électronique devant avoir une caractéristique stable, donc soustrait à l'influencf de la température, tel que par exemple une référence de tension, un oscillateur à quartz etc... Les dispositifs classiques de régulation de température sont généralement constitués de la manière suivante - un élément de mesure, le plus souvent une résistance dont la courbe de variation en fonction de la température est connue avec précision, maintenu en contact thermique étroit avec 11 enceinte dont on veut réguler la température, est insére dans un dispositif de comparaison (pont de Wheatstone ou autre ) permettant d'obtenir à la sortie une "tension d'erreur" proportionnelle a la différence existant entre la température souhaitée et la température de l'élément de mesure - un amplificateur auquel on applique la tension d'erreur fournit à sa sortie la tension de commande du système de chauffage - un système de chauffage, dont l'élément essentiel, résistance ou transistor, est le siège d'une dissipation apportant à l'enceint à thermostater les calories nécessaires au maintien de la température à la valeur voulue - un dispositif de limitation de la puissance appliquée permet d'éviter au démarrage les risques de détérioration de l'ensemble du dispositif. Dans le cas où la température de l'enceinte thermostatée doit être définie avec une grande précision, de l'ordre du 1/10 de degré C par exemple, des précautions supplémentaires doivent être prises - l'ensemble du système doit être alimenté sous tension régulée, - l'amplification de la tension d'erreur doit être très précise et rigoureusement linéaire, - l'enceinte, l'élément de mesure et l'amplificateur doivent avoir des caractéristiques telles qu'aucune oscillation de température ne puisse se produire (diagramme de Nyquist). Enfin, lorsque l'enceinte thermostatée doit atteindre très rapidement sa température de régulation après démarrage, il est souvent nécessaire de prévoir deux systèmes de chauffage différents, l'un, puissant, servant au démarrage, l'autre, plus faible assurant le maintien de la température régulée au régime permanent. En conséquence, les dispositifs de régulation fine de température, surtout les dispositifs permettant des mises en service rapides, sont compliqués et onéreux. L'invention a pour but un dispositif de régulation fine de la température d'une enceinte, plus simple et moins onéreux que les disWositifs connus. L'invention a pour objet un dispositif de régulation fine de la température d'une enceinte, alimenté par un régulateur de tension, ce dispositif ayant une source de chauffage rapide pour amener rapidement l'enceinte au voisinage.de la température de fonctionnement constituée par le régulateur de tension lequel débite alors pratiquement sur un court circuit constitué par des moyens de chauffage pour le maintien de la température commandés à partir un pont diviseur alimenté par le régulateur de tension, le pont diviseur comprenant en série une résistance non linéaire et une résistance. La résistance non linéaire est une résistance à coefficient de température positif qui sert à la mesure de la température de l'enceinte. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré par les figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 représente un dispositif de régulation fine de la température d'une enceinte selon l'invention, - la figure 2 représente la courbe de variation,en fonction de la température, de la résistance d'une résistance non linéaire. - La figure 1 est un schéma d'un dispositif de régulation fine de la température d'une enceinte dans lequel Z2 est un régulateur de tension positive à trois bornes, par exemple du type > s A78M08 de la Société Signetics, dont une première borne A est reliée à la polarité +V et une seconde borne B est reliée à la masse d'une source d'alimentation continue ; une troisième borne C est reliée à la masse par un condensateur C5.Entre la troisième borne C du régulateur de tension et la masse on trouve d'une part un pont diviseur résistif constitué d'une résistance non linéaire RT1, à coefficient de température positif, et d'une résistance R5 en série, et d'autre part un transistor Q2 dont le collecteur est relié à la troisième borne C du régulateur de tension Z2, son émetteur étant relié à la masse ; la base du transistor Q2 est relié, par une résistance R7 à l'émetteur d'un transistor Q1 dont le collecteur est relié, par une résistance R6, à la troisième borne C du régulateur de tension ; la base du transistor Q1 est reliée à un point P commun à la résistance R5 et à la résistance non linéaire RT1. L'enceinte à réguler en température comporte une enveloppe métallique, en cuivre de préférence ; la résistance non linéaire RT1, qui se présente par exemple sous la forme d'une pastille en céramique métallisée sur les deux faces est soudée sur une plaquette de cuivre elle-même fixée sur une paroi de ladite enceinte ; le transistor Q2 est fixé par son collecteur sur ladite plaquette de cuivre. Le régulateur de tension Z2 comporte un radiateur qui est fixé sur une paroi de l'enceinte. Ainsi la résistance non linéaire RT1, le transistor Q2, et le radiateur du régulateur de tension Z2 sont en contact thermique étroit avec l'enceinte à thermostater. Le fonctionnement du dispositif est le suivant - à la mise sous tension (la température de l'enceinte étant très différente de la température de régulation), la valeur de la résistance non linéaire RT1 est faible devant celle de la résistance R5 ; le transistor Q1 se trouve saturé et entraine la saturation du transistor Q2 qui établit pratiquement un court-circuit en sortie du régulateur de tension Z2. La tension à l'entrée du régulateur de tension est la tension d'alimentation nominale, la tension à sa sortie est proche de la masse, et le courant qui le traverse garde une valeur fixe et admissible : toute la puissance correspondante est dissipée par le radiateur du régulateur. Ce radiateur, en contact thermique étroit avec l'enceinte à thermostater, assure le chauffage, au démarrage, de l'enceinte. - lorsque l'enceinte approche de sa température de régulation, la valeur de la résistance non linéaire RT1 qui se trouve en contact thermique étroit avec cette enceinte prend une valeur non négligeable devant la valeur de la résistance R5, entraînant la limitation du courant dans le transistor Q1 et par voie de conséquence, dans le transistor Q2 qui n'étant plus saturé ne constitue plus un court circuit en sortie du régulateur de tension lequel reprend son fonctionnement normal de régulateur de tension. De ce fait la tension aux bornes du transistor Q2 prend sa valeur régulée nominale. La puissance dissipée par ce transistor est proportionnelle au courant qui le traverse, courant qui dépend de la valeur de la résistance non linéaire RT1, c'est-à-dire de la température de l'enceinte thermostatée. C'est alors le transistor Q2 qui constitue le système de chauffage assurant à l'enceinte thermostatée l'apport de chaleur nécessaire au maintien de sa température de régulation. La valeur de la température de régulation ne dépend que du potentiel de la base du transistor Q1 (point P sur la figure 1) c'est-à-dire du rapport des valeurs des résistances RT1 et R5. On fera varier à volonté cette température en faisant varier la valeur de la résistance R5. La figure 2 représente la courbe de variation, en fonction de la température de la résistance d'une résistance non linéaire ; sur cette courbe on voit que la résistance varie entre 100 ohms et 100.000 ohms lorsque la température de la résistance non linéaire passe de SO0C à 1050C. Bien entendu ces valeurs sont données uniquement à titre d'exemple, et il est possible d'utiliser des résistances non linéaires ayant d'autres valeurs et/ou ayant une gamme de variation de température différente, ou encore des résistances non linéaires ayant une forme autre que celle d'une pastille de céramique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation fine de la température d'une enceinte comportant un régulateur de tension, une résistance non linéaire pour la mesure de la température de l'enceinte, des premiers moyens de chauffage rapide2 des seconds moyens de chauffage pour le maintien de la température alimentés par le régulateur de tension, et des moyens de commande desdits seconds moyens de chauffage en fonction de la température, caractérisé par le fait que les premiers moyens de chauffage rapide sont constitués par le régulateur de tension, que lesdits seconds moyens de chauffage constituent un court circuit en sortie du régulateur de tension pour le chauffage rapide de l'enceinte, que lesdits moyens de commande comportent un pont diviseur comprenant en série la- résistance non linéaire et une résistance, ledit pont diviseur étant alimenté par le régulateur de tension, et qu 'une entrée de commande desdits seconds moyens de chauffage est reliée à un-point commun auxdites résistance et résistance non linéaire du pont diviseur. 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comportent, entre le pont diviseur et 11 entrée de commande des seconds moyens de chauffage,un transistor ayant une base reliée au point commun de la résistance et de la résistance non linéaire, et un collecteur relié à ladite entrée de commande. 3. Dispositif régulation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit régulateur de tension comporte un radiateur fixé sur une paroi de l'enceinte. 4. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1,2 et 3, caractérisé par le fait que la résistance non linéaire et les seconds moyens de chauffage sont solidaire d'un radiateur lui-même fixé sur une paroi de l'enceinte.