FR2481482A1

FR2481482A1 - Temp. controller for tracking pilot temp. to average two temps. - has transducers in controlled space and pilot connected into bridge circuit for averaging to control heater

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Publication number: FR2481482A1
Application number: FR8009305A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1981-10-30
Also published as: FR2481482B1

Abstract

The regulator controls the temp. in a volume so that it linearly tracks the temp. of a pilot transducer (S1). The operating range is set by an adjustable potential divider (R3,P2) which provides reference input to a differential amplifier (A1) supplying the coil of an actuating relay (K). Two temp. transducers (S1,S2), having variable resistance vs temp. characteristics defined by the law R(t)=R(to) x (1+alpha(t-to))/ (1-(R(to)/R) alpha (t-to)) are connected as lower arms of a bridge circuit with fixed resistors (R1,R2) as the upper arms and a variable potentiometer (P1) connected between the two resistor-temp. transducer junctions. The bridge circuit averages the resistance variations between the pilot transducer (S1) and the controlled temp. transducer (S2) and applies a voltage proportional to the average to the variable input of the relay driver amplifier (A1) to regulate the temp. in the space monitored by the second transducer (S2). The regulator is used in refrigerators.

Description

La présente invention concerne un dispositif de contrôle type régulateur d'une température asservie en fonction d'une autre température pilote caractérisée en ce qu'il comprend deux sondes de température S1 et S2 dont l'alimenta- tion U est commune, un dispositif d'adaptation de résistance pour obtenir une relation linéaire entre les deux tempEratures et un circuit résistif branché en parallèle sur la sortie de 1 l'amplificateur de chaque relais fournissant 1 'in- formation de sortie du dispositif de contrôle. The present invention relates to a device for controlling the regulator of a controlled temperature as a function of another pilot temperature, characterized in that it comprises two temperature probes S1 and S2 whose supply U is common, a device for resistor adaptation to obtain a linear relationship between the two temperatures and a resistive circuit connected in parallel to the output of the amplifier of each relay providing the output information from the control device.

Le dispositif, objet de la présente invention sert à maintenir constante la température asservie d'un système thermique de chauffage, de réfrigération, d ventilation, etc... en utilisant une autre température pilote comme consigne d température. The device, object of the present invention is used to maintain constant the temperature controlled by a thermal system for heating, refrigeration, ventilation, etc. by using another pilot temperature as temperature setpoint.

On tonnait des dispositifs de contrôle de température assurant les fonctions mentionnées ci-dessus. Ces dispositifs comportent plusieurs amplificateurs cmi délivrent des tensions de sorties importantes, en générant des distorsions et nécessitent de nombreux et coûteux circuits. Les tensions de sorties inpor- tantes superposées aux tensions parasites diminuent sensiblement la fiabilité. Temperature control devices performing the functions mentioned above were thundered. These devices include several cmi amplifiers which deliver high output voltages, generating distortions and require numerous and expensive circuits. The important output voltages superimposed on the parasitic voltages significantly reduce reliability.

D'autres dispositifs de contrôle de température sont aussi sinoples, mais générent des distorsions par leurs caractéristiques température asservie en fonc tion de la température pilote non linéaire. Le dispositif, objet de la présente invention, vise à pallier ces inconvenients et à cet effet, il est constitué de cirsuits tres simples et l'amplificateur le constituant travaille avec des tensions de sorties voisines de zéro, ce qui accroît sensiblement la fiabilité dans les milieux soumis aux parasites électriques ou radio-électriques. Other temperature control devices are also sinoples, but generate distortions by their temperature dependent characteristics as a function of the non-linear pilot temperature. The device, object of the present invention, aims to overcome these drawbacks and for this purpose, it consists of very simple cirsuits and the amplifier constituting it works with output voltages close to zero, which appreciably increases the reliability in the environments subject to electrical or radio interference.

te dispositif, objet de la présente invention permet, par simple substitution d'un compostant, la réalisation d'un dispositif de oontrôle d'une température oonstante et offre ainsi des avantages de productivité lors de la fabrication industrielle du dispositif. The device, object of the present invention allows, by simple substitution of a composting agent, the production of a device for controlling a constant temperature and thus offers productivity advantages during the industrial manufacture of the device.

Le dispositif, objet de la présente invention, constitué par deux sondes de température S1 et S2 caractérisées en ce que leurs résistances varient en fonction de la température Suivant la loi définie par l'expression cidessous et représentée sur la figure 1
R (t) = R (to) l + & ommat;Ç (t - to > 1 - R(to)α (t-to)
R avec R (t) = résistance de la sonde à la température t en C
R (to)= résistance de la sonde à la température to en C
α = #R(t) variation relative de la résistance de la sonde pour 10c
R (t) de variation de température
t = température de la sonde correspondant à R (t)
to = température de la sonde correspondant à R (to)
R = résistance constante col ectee en parallèle sur la sonde de
température. The device, object of the present invention, consisting of two temperature probes S1 and S2 characterized in that their resistances vary as a function of the temperature According to the law defined by the expression below and represented in FIG. 1
R (t) = R (to) l + &ommat; Ç (t - to> 1 - R (to) α (t-to)
R with R (t) = resistance of the probe at temperature t at C
R (to) = resistance of the probe to temperature to in C
α = #R (t) relative variation of the resistance of the probe for 10c
R (t) of temperature variation
t = temperature of the probe corresponding to R (t)
to = temperature of the probe corresponding to R (to)
R = constant resistance col ected in parallel on the temperature probe
temperature.

Acres développement l'expression l peut s'écrire sous la forme
R (t) x R = R (to) X R [1 +α (t-to) ] 2 R (t) + R R (to) cR + R -,
Le dispositif objet de la présente invention, constitué par deux sondes de température Sl et S2 caractérisées en ce que leurs résistances s varient en fonction de la température suivant la loi définie par les expressions 1 et 2 par une alimentation électrique U commune des 2 sondes de température S1 et
S2 à travers un dispositif d'adaptation de résistances, comprenant deux résistances d'injection de courant R1 et R2 reliées entre elles par l'intermédiaire d'un potentiomètre de réglage P1 du rapport #t2 des variations de température
#t2 et et a t2 des sondes S1 et S2, dispositif d'adaptation caractérisé en ce que les deux résistances R1 et R2, le potentiomètre P1 et la sonde de tempera- ture S1 présentent une résistance équivalente à R de la formule 1 aux bornes de la sonde de température S2 afin de linéariser les variations de la résistance de la sonde de température S2 fig 4, dispositif d'adaptation caractérisé en ce que les 2 résistances R1 et R2, le potentiomètre P1 et la sonde de tempera- ture S2 présentent une résistance équivalente à R de la formule l aux bornes de la sonde de température Sl afin de linéariser les variations de résistance de la sonde de température Sl fig 3, dispositif oen'plété par un amplificateur At un relais K et une résistance de polarisation R8 caractérisée en ce qu'elle oblige l'amplificateur à fournir un courant de sortie permanent et évite des impulsions de tensions de fortes amplitudes sur 1 'entrée de l'amplificateur, transmises par les capacités interélectrodes de l'amplificateur, et générées par la bobine du relais, lors de l'interruption du courant de l'amplificateur
di e = - L dt
dt
On décrira ci-après une forme d'exécution de la présente invention, à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins ci-joints, dont la figure 2 est le schéma de principe du- dispositif de contrôle d'une température asservie par une autre température pilote selon la présente invention.Acres development the expression l can be written in the form
R (t) x R = R (to) XR [1 + α (t-to)] 2 R (t) + RR (to) cR + R -,
The device which is the subject of the present invention, constituted by two temperature probes Sl and S2 characterized in that their resistances s vary as a function of the temperature according to the law defined by expressions 1 and 2 by a common electrical supply U of the 2 probes temperature S1 and
S2 through a resistor adaptation device, comprising two current injection resistors R1 and R2 connected to each other by means of a potentiometer for adjusting P1 of the ratio # t2 of temperature variations
# t2 and and a t2 of probes S1 and S2, adaptation device characterized in that the two resistors R1 and R2, the potentiometer P1 and the temperature probe S1 have a resistance equivalent to R of formula 1 at the terminals of the temperature probe S2 in order to linearize the variations of the resistance of the temperature probe S2 fig 4, adaptation device characterized in that the 2 resistors R1 and R2, the potentiometer P1 and the temperature probe S2 have a resistance equivalent to R of the formula l at the terminals of the temperature probe Sl in order to linearize the variations in resistance of the temperature probe Sl fig 3, device oen'plété by an amplifier At a relay K and a bias resistor R8 characterized in that it forces the amplifier to supply a permanent output current and avoids pulses of high amplitude voltages on the input of the amplifier, transmitted by the inter-electrode capacitances of the amplifier r, and generated by the relay coil, when the amplifier current is interrupted
di e = - L dt
dt
An embodiment of the present invention will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawings, in which FIG. 2 is the block diagram of the device for controlling a controlled temperature. by another pilot temperature according to the present invention.

La figure 1 est la représentation graphique de la résistance de la sonde en fonction de la température lorsqu'elle est seule sur la courbe A et lorsqu'elle est connectée avec la résistance R de linéarisation sur la courbe B. FIG. 1 is the graphical representation of the resistance of the probe as a function of the temperature when it is alone on curve A and when it is connected with the resistor R for linearization on curve B.

La figure 3 est la représentation du schéma équivalent des 2 résistances d'injection de courant R1 et R2, du potentiornètre P1 et de la sonde S2 vue par la sonde S1. Figure 3 is the representation of the equivalent diagram of the 2 current injection resistors R1 and R2, the potentiometer P1 and the probe S2 seen by the probe S1.

La figure 4 est la représentatiori du schéma équivalent des 2 résistances d'injection de courant R1 et R2, du potentiomètre P1 et de la sonde S1 vue par la sonde S2. FIG. 4 is the representation of the equivalent diagram of the two current injection resistors R1 and R2, of the potentiometer P1 and of the probe S1 seen by the probe S2.

Les figures 5 et 6 sont des exemll.es des schémas électriques du dispositif de contrôle d'une température par un-- autre température avec la possibilité de réglage du niveau de température et iz choix entre un ou plusieurs étages de sortie du dispositif de contrôle. Figures 5 and 6 are examples of electrical diagrams of the device for controlling a temperature by a-- another temperature with the possibility of adjusting the temperature level and iz choice between one or more output stages of the control device .

Le dispositif de contrôle d'une température asservie par une autre tempera- ture pilote représenté par la figure,'2 est placé entre un volume Vo dont il contrôle la température par 1 'intermédiaire d'un générateur de calories ou de frigories G commandé par le relais K et par l' intermédiaire de la sonde de température S2, en fonction d'une température pilote par l'intermédiaire de la sonde de température Sl. The device for controlling a temperature controlled by another pilot temperature represented in the figure, '2 is placed between a volume Vo whose temperature it controls by means of a calorie or frigory generator G controlled by the relay K and via the temperature probe S2, as a function of a pilot temperature via the temperature probe Sl.

Les principales fonctions sont - mesures des températures Tl et T2 par les sondes S1 et S2 - sommation des signaux - comparaison entre la sommation des signaux des sondes S1 et S2 avec la ten
sion aux bornes du potentiomètre P2 - commande du relais K pour permettre l'alimentation du générateur G
La figure 2 représente le schéma de principe du montagne dans lequel la source de tension U alimente un premier circuit constitué par une résistance R3 et un potentiomètre P2 au point commun desquels une première entrée de l' amplificateur A1 est reliée ; la source de tension U alimente un deuxième circuit cons titué par une résistance d'injection de courant R1 et une sonde de température S1 au point oommun desquels une première borne du potentiomètre P1 est reliée la source de tension U alimente un troisième circuit constitué par une résistance d'injection de courant R2 et une sonde de température S2 au point commun desquels une deuxième borne du potentiomètre P1 est reliée, le curseur de ce potentiomètre est relié à la seconde entrée de l'amplificateur qui alimente le relais K dont une extrémité est raccordée au moins alimentation, et la résistance R8 dont une extrémité est raccordée au plus alimentation.Le contact du relais est connecté en série avec le générateur G et la source de tension V.The main functions are - measurement of temperatures T1 and T2 by the probes S1 and S2 - summation of the signals - comparison between the summation of the signals of the probes S1 and S2 with the ten
sion across potentiometer P2 - control of relay K to supply power to generator G
FIG. 2 represents the block diagram of the mountain in which the voltage source U supplies a first circuit constituted by a resistor R3 and a potentiometer P2 at the common point of which a first input of the amplifier A1 is connected; the voltage source U supplies a second circuit constituted by a current injection resistance R1 and a temperature probe S1 at the common point of which a first terminal of the potentiometer P1 is connected the voltage source U supplies a third circuit constituted by a current injection resistance R2 and a temperature probe S2 to the common point of which a second terminal of the potentiometer P1 is connected, the cursor of this potentiometer is connected to the second input of the amplifier which supplies the relay K, one end of which is connected to at least power supply, and resistor R8, one end of which is connected to most power supply. The relay contact is connected in series with generator G and voltage source V.

Dans le montage de la figure 5 les résistances R4 et Rs ont été connectées en série chacune à une extrémité du potentiomètre P1 pour réaliser des gammes #t2 différentes de réglage du rapport at2 des variations de températures des sondes S1 et S2. In the assembly of FIG. 5, the resistors R4 and Rs were each connected in series at one end of the potentiometer P1 to achieve different ranges # t2 for adjusting the ratio at2 of the temperature variations of the probes S1 and S2.

Le générateur de tension U est remplacé par unediode zener qui est alimente pa la tension Vlpar l'intermediaire de deux résistances R6 et R7. The voltage generator U is replaced by a zener diode which is supplied with the voltage Vl by the intermediary of two resistors R6 and R7.

Dans le montage de la figure 6, les résistances Rg, R10, R11 et R12 définis sent le gain de l'amplificateur A1 qui commande plusieurs étages d'amplificateurs lesquels commandent leurs propres relais. L'ensemble permet une commande progressive de la puissance sur un nombre quelconque d'étages . Chaque deuxième entrée d'amplificateur est polarisée par des résistances R13, R14 et chaque sortie par des résistances R15. In the assembly of FIG. 6, the resistors Rg, R10, R11 and R12 defined feel the gain of the amplifier A1 which controls several stages of amplifiers which control their own relays. The assembly allows progressive power control over any number of stages. Each second amplifier input is biased by resistors R13, R14 and each output by resistors R15.

Le dispositif objet de la présente, invention est caractérisé en ce que l'inversion de la tension d'alimentation U des sondes de température Sl et produit une action inversée pour contrôler la réfrigération. The device which is the subject of the present invention is characterized in that the inversion of the supply voltage U of the temperature probes Sl and produces an inverted action to control the refrigeration.

Le dispositif objet de la présente invention est caractérisé en ce que la suppression du potentiomètre P1 et le raccordement de l'entrée de l'amplificateur au point commun à la résistance R1 et à la sonde Sl,trans- forme le dispositif en régulateur de température constante et permet ainsi une grande simplification de réalisation en production industrielle. The device which is the subject of the present invention is characterized in that the removal of the potentiometer P1 and the connection of the input of the amplifier to the point common to the resistor R1 and to the probe Sl, transforms the device into a temperature regulator constant and thus allows a great simplification of realization in industrial production.

Le dispositif objet de la présente invention est caractérisé en ce que l'adjonction de résistances R4 et R5,connectées en série chacune à une extrémité du potentiomètre Pi permet de réaliser des gammes différentes de réglage du rapport #t2 des variations de températures des sondes S1 et S2. The device which is the subject of the present invention is characterized in that the addition of resistors R4 and R5, each connected in series at one end of the potentiometer Pi makes it possible to produce different ranges for adjusting the ratio # t2 of the temperature variations of the probes S1 and S2.

# t2 # t2

Claims

1. Control device of the regulator type for a controlled temperature as a function of another pilot temperature, characterized in that it comprises two temperature probes S1 and S2, characterized in that their resistances vary as a function of the temperature depending on the law defined by the expression

1 (t) = R (to) 1 + α (t-to)

R (t) = R (to) = R (to)

- RR (tO) (t-to)

A power supply U common to the two temperature sensors

S1 and S2 through a resistor adaptation device characterized in that it includes 2 current injection resistors R1 and R2 connected together by means of a potentiometer for adjusting P1 of the ratio # t2 of the varia

t2 tations of temperature # t1 and At2 of the probes S1 and S2, an adaptation device characterized in that the two resistors R1 and R2, the potentiometer P1 and the temperature probe S1 have a resistance equivalent to R of the formula l aux S2 probe terminals to linearize variations in the resistance of the S2 temperature probe ;; adaptation device characterized in that the 2 resistors R1 and R2, the potentiometer P1 and the temperature probe S2 have a resistance equivalent to R of formula 1 across the terminals of the probe S1 in order to linearize the variations of the resistance of the probe S1, device supplemented by an Ajun amplifier relay K and a bias resistor R8 characterized in that it forces the amplifier to supply a permanent output current and avoids pulses of high amplitude voltages on the input of the amplifier, transmitted by the inter-electrode capacities of the amplifier and generated by the relay coil during

= L dl the interruption of the amplifier current V = L dt, device characterized in that the cursor of the potentiometer P1 is connected to an input of the amplifier whose other input is connected to a reference voltage adjustable delivered by a resistor R3. the potentiometer P2 and the voltage source U.

2. Device for controlling a temperature controlled by a pilot temperature according to claim 1 characterized in that the removal of the potentiometer P1 transforms the device into a constant temperature regulator and thus allows a great simplification of production in industrial production.

3. A device for controlling a temperature controlled by a pilot temperature according to claim 1 characterized in that the addition of resistors R4 and R5 each connected in series at one end of the potentiometer P1 t1 makes it possible to produce different ranges of setting of the ratio t2 of the temperature variations of the probes S1 and

4. A device for controlling a temperature controlled by a pilot temperature according to claim 1 characterized in that the inversion of the supply voltage U of the probes S1 S2 S2 produces an inverted action to control the refrigeration.