FR2634559A1 - Method of measuring small currents of large dynamic range by conversion of the current to frequency, and means for implementing the method - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE MESURE DE COURANTS FAIBLES A GRANDE
DYNAMIQUE PAR CONVERSION COURANT FREQUENCE ET
DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE
DESCRIPTION
La pressente invention se rapporte au domaine de la mesure de courants faibles avec une grande dynamique et s'applique en particulier à la mesure de courants dont Les intensités peuvent varier de 2 A à 10 A.METHOD FOR MEASURING LOW TO LARGE CURRENTS
DYNAMICS BY FREQUENCY CURRENT CONVERSION AND
IMPLEMENTATION DEVICE
DESCRIPTION
The present invention relates to the field of measuring low currents with a large dynamic range and applies in particular to the measurement of currents whose intensities can vary from 2 A to 10 A.
L'invention a également pour but de permettre une tel le mesure de courants faibles à l'aide d'un capteur ou autre source fournissant l'information sous forme d'un signal numérique pouvant etre facilement pris en charge ar un calculateur. Pour faire commodément la conversion analogique numérique nécessaire à cet effet, il existe en particulier des convertisseurs tensionfréquence et des convertisseurs courant-fréquence. The invention also aims to allow such a measurement of low currents using a sensor or other source providing information in the form of a digital signal which can be easily supported by a computer. To conveniently make the analog-to-digital conversion necessary for this purpose, there are in particular voltage-frequency converters and current-frequency converters.
Les premiers, qui sont les plus répandus, présentent l'inconvénient d'une dynamique de mesure qui dépasse rarement trois ou quatre puissances de 10 et d'une précision assez faible, due à la présence d'une tension d'offset qui existe toujours à l'entrée de l'amplificateur associe au capteur. The first, which are the most widespread, have the disadvantage of a measurement dynamic which rarely exceeds three or four powers of 10 and of a fairly low precision, due to the presence of an offset voltage which still exists. at the input of the amplifier associated with the sensor.
Les convertisseurs courant-fréquence, qui sont beaucoup moins utilisés, ne présentent pas cet inconvénient de tension d'offset, mais, comme on le verra ci-aprés, ils supposent tous l'utilisation d'un dispositif intégrateur pour accumuler les charges électriques correspondant au courant à mesurer. La difficulté est alors d'extraire avec précision ces charges éLectriques ainsi stockées pour déterminer la valeur moyenne du courant ; ils nécessitent de plus l'utilisation de commutateurs dont L'emploi est délicat et dont le fonctionnement n'est pas toujours très franc ni reproductible. Current-frequency converters, which are much less used, do not have this disadvantage of offset voltage, but, as will be seen below, they all suppose the use of an integrating device to accumulate the corresponding electric charges current to be measured. The difficulty is then to extract precisely these electric charges thus stored to determine the average value of the current; they also require the use of switches whose use is delicate and whose operation is not always very straightforward or reproducible.
Le principe connu de la conversion courantfréquence d'un tel capteur repose sur l'exploitation de la relation Q=CV= Idt, formule dans laquelle Q est la charge électrique accumulée sur Les électrodes d'un condensateur de capacité C et V est la différence de potentiel apparaissant à ses borrnes, lorsqu'iL est traversé par le courant I à mesurer. The known principle of the current-frequency conversion of such a sensor is based on the exploitation of the relation Q = CV = Idt, formula in which Q is the electrical charge accumulated on the electrodes of a capacitor of capacitance C and V is the difference potential appearing at its borrnes, when iL is crossed by the current I to be measured.
Dans Les appareils de cette nature connus à ce jour, on laisse se charger le condensateur jusqu'à ce que la différence de potentiel V ait atteint une certaine valeur de seuil, puis on le décharge pour la rendre à nouveau disponible pour une nouvelle charge. In devices of this nature known to date, the capacitor is allowed to charge until the potential difference V has reached a certain threshold value, then it is discharged to make it available again for a new charge.
On compte alors le nombre de décharges intervenues par unités de temps, ce nombre représentant une fréquence caractéristique de la valeur du courant à mesurer.The number of discharges intervened per time unit is then counted, this number representing a frequency characteristic of the value of the current to be measured.
Si, sur le plan des principes, un tel appareil est satisfaisant, on rencontre néanmoins des difficultés pratiques de mise en oeuvre qui sont liées à l'imprécision dans la mesure des charges électriques extraites ainsi qu'au fait qu'il y a nécessairement un arrêt de la mesure Lors de chaque décharge provoquée du condensateur. If, in terms of principles, such a device is satisfactory, there are nevertheless practical difficulties of implementation which are linked to the imprecision in the measurement of the electric charges extracted as well as to the fact that there is necessarily a measurement stopped During each induced discharge of the capacitor.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de mesure de courants faibles à grande dynamique par conversion courant-fréquence qui pressente à la fois une sensibilité élevée et une dynamique théoriquement illimitée, tout en offrant une parfaite stabitité dans le temps. The subject of the present invention is precisely a method for measuring weak currents with large dynamics by current-frequency conversion which senses both high sensitivity and theoretically unlimited dynamics, while offering perfect stability over time.
Ce procédé de mesure de courants faibles à grande dynamique par conversion courant-fréquence, consistant à integrer dans un condensateur parcouru par le courant à mesurer les charges correspondant à ce courant, puis à compter la charge Q ainsi accumulée- par unité de temps, ce qui fournit une mesure de l'intensité moyenne du courant à mesurer, se caractérise en ce que le comptage de la charge accumulée se fait, sans interruption du processus de charge, par décharge du condensateur à partir de quantités q d'électricité calibrées de façon à compenser approximativement à chaque instant l'arrivée de nouvelles charges dues au courant à mesurer, le nombre de ces décharges calibres par unité de temps fournissant une mesure en fréquence de l'intensité du courant à mesurer. This method of measuring weak currents with large dynamics by current-frequency conversion, consisting of integrating into a capacitor traversed by the current to measure the charges corresponding to this current, then counting the charge Q thus accumulated- per unit of time, this which provides a measure of the average intensity of the current to be measured, is characterized in that the accumulated charge is counted, without interrupting the charging process, by discharging the capacitor from q quantities of electricity calibrated so to compensate approximately at each instant for the arrival of new charges due to the current to be measured, the number of these calibrated discharges per unit of time providing a frequency measurement of the intensity of the current to be measured.
Comme on l'aura compris à la lecture de la definition précédente du procédé objet de l'invention, son originalité réside dans le fait que l'on n'interrompt nullement l'arrivée de nouvelles charges pendant les périodes de mesure de l'appareil, du fait meme que l'on décharge le condensateur à l'aide de quantités d'électricité q calibrées avec grande précision, en compensant approximativement à chaque instant l'arrivée de nouvelles charges électriques et l'extraction de celles qui étaient déjà stockées. Le condensateur d'intégration du courant à mesurer reste ainsi pratiquement au meme niveau de charge durant tout son fonctionnement. As will have been understood on reading the preceding definition of the process which is the subject of the invention, its originality lies in the fact that the arrival of new charges is not in any way interrupted during the measurement periods of the device. , due to the fact that the capacitor is discharged using quantities of electricity q calibrated with great precision, by compensating approximately at each instant for the arrival of new electric charges and the extraction of those which were already stored. The integration capacitor of the current to be measured thus remains at practically the same level of charge throughout its operation.
Selon une caractéristique fondamentale du procédé objet de l'invention, les quantités d'électricité calibrées q sont produites par circulation d'un courant constant i dans le condensateur pendant des intervalles de temps également constants, le courant i étant débité par ailleurs en permanence et sans discontinuité par un générateur de courant constant. According to a fundamental characteristic of the process which is the subject of the invention, the quantities of calibrated electricity q are produced by the circulation of a constant current i in the capacitor during equally constant time intervals, the current i also being supplied continuously and without discontinuity by a constant current generator.
Pour réaliser les quantités électriques calibrées q, le courant de décharge i est injecté, à contre sens du courant I à mesurer, dans le condensateur de l'intégrateur pendant des intervalles de temps de durée f également parfaitement calibrés. To achieve the calibrated electrical quantities q, the discharge current i is injected, against the direction of the current I to be measured, into the capacitor of the integrator during time intervals of duration f also perfectly calibrated.
Le courant i est engendre par un générateur de courant constant qui débite en permanence, sans aucune discontinuité, soit vers la masse, soit dans le condensateur d'integration. Il en résulte ainsi une précision très grande et une parfaite stabilité quant au comptage des charges q extraites du condensateur d'intégration.Bien entendu les courants I à mesurer et i d'extraction des charges q doivent etre sensiblement de meme valeur moyenne pour que l'on puisse assurer Le maintien à un niveau constant dans le temps de la charge de ce condensateur ; la dynamique du domaine de mesure de l'appareil peut être très grande, puisque les valeurs supérieures du courant que l'on peut mesurer sont limitées par les valeurs supérieures du courant i fournies par le générateur de courant constant, alors que les valeurs inférieurres sont, en théorie au moins, illimitées, c'est-à-dire aussi faibles que possible puisque les seules limites sont alors fixées par Les fuites du condensateur et/ou les défauts d'isolation des circuits.The current i is generated by a constant current generator which flows continuously, without any discontinuity, either to ground or to the integration capacitor. This therefore results in very high accuracy and perfect stability with regard to the counting of the charges q extracted from the integration capacitor. Of course the currents I to be measured and i for extracting the charges q must be substantially of the same mean value so that l 'We can ensure the maintenance at a constant level over time of the charge of this capacitor; the dynamics of the measuring range of the device can be very large, since the higher values of the current that can be measured are limited by the higher values of the current i supplied by the constant current generator, while the lower values are , in theory at least, unlimited, that is to say as low as possible since the only limits are then fixed by the leaks of the capacitor and / or the insulation faults of the circuits.
Les charges calibrées q=i sont parfaitement déterminées et reproductibles, et il suffit de compter le nombre de ces charges caLibrées q que l'on extrait par unité de temps du condensateur d'intégration pour obtenir un nombre qui représente, en fréquence, la vaLeur moyenne instantanée du courant d'entrée I mesuré. The calibrated charges q = i are perfectly determined and reproducible, and it suffices to count the number of these calibrated charges q which are extracted per unit time from the integration capacitor to obtain a number which represents, in frequency, the value instantaneous average of the measured input current I.
La présente invention a également pour objet un dispositif de mesure de courants faibles à grande uynamique par conversion courant-fréquence pour la mise en oeuvre du procédé précédent, comportant un intégrateur du courant I à mesurer constitué d'une capacité montée dans le circuit de contre réaction d'un amplificateur opérationnel, un générateur de courant constant i monté en série avec un interrupteur à deux positions, à savoir une première position dite ouverte pour laquelle le courant i s'écoule vers la masse, et une deuxième position dite fermée pour laquelle le courant i s'écoule à travers la capacité de l'intégrateur en sens contraire du courant I à mesurer, ainsi qu'une sortie de comptage des temps d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre ::
- un générateur de créneaux calibrés en durée de temps 17et de signaux porte de durée supérieure à Ç, lesdits créneaux étant de même fréquence que les signaux porte et centrés sur ceux-ci, comportant principalement une horloge à quartz et un diviseur de fréquences, lesdits créneaux étant éis en permanence vers la première entrée d'une porte logique ET et lesdits signaux porte étant émis en permanence vers un circuit logique de détection de seuil de tension aux bornes du condensateur de l'intégrateur,
- le circuit logique précédent, comprenant essentiellement une fonction bistable et une mémoire de retard, surveillant en permanence la tension aux bornes du condensateur et, chargé à chaque fois que celle-ci atteint un seuil fixé à l'avance, d'envoyer sur la deuxième entrée de la porte logique ET le premier signal porte complet reçu du générateur de créneaux,
- la porte logique ET précédente délivrant en sortie un signal apte à faire basculer l'interrupteur de la position ouverte à la position fermée pendant tout le temps où elle est excitée simultanément sur ses deux entrées, la sortie de comptage comptabilisant le nombre de fermetures de l'interrupteur par unité de temps.The present invention also relates to a device for measuring low currents with high dynamic range by current-frequency conversion for the implementation of the above method, comprising an integrator of the current I to be measured consisting of a capacitor mounted in the counter circuit reaction of an operational amplifier, a constant current generator i connected in series with a two-position switch, namely a first so-called open position for which the current i flows to ground, and a second so-called closed position for which the current i flows through the capacity of the integrator in the opposite direction to the current I to be measured, as well as an output for counting the opening and closing times of the switch, characterized in that it comprises in addition ::
a generator of slots calibrated in duration of time 17 and of gate signals of duration greater than Ç, said slots being of the same frequency as the gate signals and centered on them, mainly comprising a quartz clock and a frequency divider, said slots being permanently sent to the first input of an AND logic gate and said gate signals being permanently sent to a logic circuit for detecting a voltage threshold at the terminals of the integrator capacitor,
- the previous logic circuit, essentially comprising a bistable function and a delay memory, continuously monitoring the voltage across the capacitor and, charged each time the latter reaches a threshold fixed in advance, to send to the second input of the logic gate AND the first full gate signal received from the slot generator,
- the previous AND logic gate outputting a signal capable of flipping the switch from the open position to the closed position during the entire time when it is excited simultaneously on its two inputs, the counting output counting the number of closings of the switch per unit of time.
Conformément à l'invention, une charge calibrée est extraite du condensateur d'intégration C à chaque fois que le circuit logique de détection de seuil détecte, à la sortie de l'amplificateur opérationnel de l'intégrateur, une tension V qui atteint un seuil déterminé VO fixé à l'avance. A cet effet, le dispositif objet de L'invention permet de commander I1 interrupteur qui fait basculer le passage du courant i de l'extérieur vers la capacité C à L'aide d'un systeme de portes et de créneaux calibrés émis par une horloge å quartz complétée par un dispositif de division de fréquences.Comme les signaux porte et les créneaux calibres sont émis en permanence par le générateur de créneaux, la logique de détection de seuil comporte une mémoire de retard qui permet de ne libérer, vers la porte logique ET commandant l'interrupteur, que le premier signal porte entier se présentant après la détection du seuil de tension déterminé V à la sortie de l'amplificateur
O opérationnel. De cette façon, la porte ET s'ouvre complètement et uniquement pendant toute la durée du créneau calibré de largeur trdans le temps, intérieur à cette première porte entière.According to the invention, a calibrated charge is extracted from the integration capacitor C each time the logic threshold detection circuit detects, at the output of the operational amplifier of the integrator, a voltage V which reaches a threshold determined VO fixed in advance. To this end, the device which is the subject of the invention makes it possible to control I1 switch which switches the passage of current i from the outside to the capacity C using a system of calibrated doors and slots emitted by a clock. å quartz supplemented by a frequency division device. As the gate signals and the caliber slots are permanently emitted by the slot generator, the threshold detection logic includes a delay memory which makes it possible to release, towards the logic gate AND controlling the switch, that the first whole door signal occurs after the detection of the determined voltage threshold V at the output of the amplifier
O operational. In this way, the AND gate opens completely and only for the duration of the calibrated niche of width over time, inside this first entire door.
Selon une caractéristique importante du dispositif objet de L'invention, le générateur de courant constant débite en permanence le courant de valeur i et ce dernier est commuté, sans discontinuité ni perturbation, de la masse (en dehors des périodes de décharge) vers la capacité C d'intégration (pendant les périodes de décharge de celle-ci > . Selon l'invention, on parvient à ce résultant en réalisant L'interrupteur de commutation à L'aide de l'association d'un transistor à effet de champ ou autre dispositif de commutation à semi-conducteurs à jonction avec une diode.En dehors des époques de décharge du condensateur de l'intégrateur la diode assure l'écoulement du courant i vers la masse ; le transistor à effet de champ a sa grille commandée par la sortie de la porte logique ET qui, lorsqu'elle reçoit un signal, rend ce transistor conducteur en court-circuitant la diode, et permettant ainsi la commutation du courant i vers le condensateur. Cette commutation électronique sans inertie et sans contact mécanique est pratiquement instantanée et produit la commutation sans que le générateur de courant constant ne puisse pratiquement s'en apercevoir. Cette particularité est évidemment tres importante car elle garantit la constance du courant de décharge i avec un très haut degré de précision qui se répercute bien entendu sur la précision des charges unitaires calibrées q utilisées pour decharger le condensateur. According to an important characteristic of the device which is the subject of the invention, the constant current generator continuously supplies the current of value i and the latter is switched, without discontinuity or disturbance, from the mass (outside the discharge periods) to the capacity C of integration (during the discharge periods thereof>. According to the invention, this is achieved by performing the switching switch using the association of a field effect transistor or other semiconductor switching device junction with a diode. Outside the times of discharge of the integrator capacitor, the diode ensures the flow of current i to ground; the field effect transistor has its gate controlled by the output of the logic gate AND which, when it receives a signal, makes this transistor conductive by short-circuiting the diode, and thus allowing the switching of current i towards the capacitor. Electronic without inertia and without mechanical contact is virtually instantaneous and the product without switching the constant current generator could practically noticing. This characteristic is obviously very important because it guarantees the constancy of the discharge current i with a very high degree of precision which naturally affects the precision of the calibrated unit charges q used to discharge the capacitor.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un exemple de mise en oeuvre du dispositif de mesure de courants faibles à grande dynamique par conversion courantfréquence, qui sera décrit, à titre illustratif et non
Limitatif, en se référant aux figures 1 et 2 ci-jointes sur Lesquelles :
- la figure 1 montre le schéma d'ensemble des fonctions électroniques du dispositif de mesure de courant faible, objet de l'invention, et
- La figure 2 montre la disposition dans le temps des signaux porte et des créneaux du dispositif de La figure 1.In any case, the invention will be better understood on reading the description of an example of implementation of the device for measuring weak currents with high dynamics by current-frequency conversion, which will be described, by way of illustration and not
Limiting, with reference to Figures 1 and 2 attached on which:
FIG. 1 shows the overall diagram of the electronic functions of the low current measurement device, object of the invention, and
- Figure 2 shows the arrangement over time of the gate signals and slots of the device of Figure 1.
Comme on le voit sur la figure 1, le dispositif de mesure de courants faibles objet de
L'invention comporte essentiellement un intégrateur 1, un circuit logique de détection de seuil 2, un générateur de creneaux et de signaux porte 3, un générateur de courant constant 4 et un interrupteur 5.As seen in Figure 1, the device for measuring low currents object of
The invention essentially comprises an integrator 1, a logic threshold detection circuit 2, a slot and gate signal generator 3, a constant current generator 4 and a switch 5.
Une porte logique ET 6 commande L'interrupteur 5.An AND logic gate 6 controls switch 5.
Le courant I à mesurer entre sur la ligne 7 dans l'amplificateur opérationnel 8 bouclé sur le condensateur C selon un montage du type contre réaction. Un système de remise à zero 9 permet de décharger complètement le condensateur C avant la mise en service de l'appareil. The current I to be measured enters on line 7 in the operational amplifier 8 looped over the capacitor C according to a circuit of the feedback type. A reset system 9 allows the capacitor C to be completely discharged before the device is put into service.
La décharge calibrée du condensateur C intervient au moyen de la ligne 10 au travers de l'interrupteur 5 et du générateur de courant constant 4. A la sortie 11 de l'amplificateur opérationnel 8 est présente la tension aux bornes du condensateur C et le détecteur de seuil 2 est réglé pour détecter l'accession de la tension du point de sortie de l'amplificateur 8 à la valeur de seuil V préréglée et
O choisie pour déclencher une décharge unitaire du condensateur C.A cet effet, le générateur de créneaux 3, qui comporte une horloge à quartz 12 associée à un système de division de fréquences 13, émet simultanément sur sa sortie 14 des créneaux calibrés de durée < et sur sa sortie 15 des signaux porte de durée plus large et dont chacun-encadre complètement un créneau g comme visible sur la figure 2. Le système logique de detection de seuil 2 comporte une fonction bistable correspondant pour la première position à un bLocage des signaaux porte et pour la deuxième position à une émission de ces signaux sur la ligne 16 en direction d'une des entrées de ta porte ET 6. IL comporte égaLement une fonction retard qui permet, lorsqu'il a détecté sur la ligne il le seuil de tension
V prédéterminé, d'attendre la première porte complete
O 17 qui se présente pour l'émettre sur la ligne 16.The calibrated discharge of the capacitor C occurs by means of the line 10 through the switch 5 and the constant current generator 4. At the output 11 of the operational amplifier 8 is present the voltage across the terminals of the capacitor C and the detector of threshold 2 is set to detect the access of the voltage of the output point of amplifier 8 to the preset threshold value V and
O chosen to trigger a unitary discharge of the AC capacitor for this purpose, the slot generator 3, which comprises a quartz clock 12 associated with a frequency division system 13, simultaneously emits on its output 14 calibrated slots of duration <and on its output 15 of the gate signals of longer duration and each of which completely surrounds a niche g as visible in FIG. 2. The logic threshold detection system 2 comprises a bistable function corresponding for the first position to a bLocation of the gate signals and for the second position on transmission of these signals on line 16 towards one of the inputs to your door AND 6. IT also includes a delay function which, when it has detected on the line, the voltage threshold
V predetermined, wait for the first complete door
O 17 which comes up to send it on line 16.
De cette façon, la porte logique ET 6 émet un signal sur sa sortie 18 pendant tout le temps de colncidence de la porte 17 avec le créneau calibré de durée ff 19 associé. C'est-å-dire, compte tenu de la situation réciproque de la porte 17 et du créneau calibré 19, que la porte 6 délivre sur sa sortie 18 en direction de l'interrupteur 5 un signal pendant toute la durée t? du créneau calibré 19. In this way, the AND logic gate 6 emits a signal on its output 18 during all the time of coincidence of the gate 17 with the calibrated slot of duration ff 19 associated. That is to say, taking into account the reciprocal situation of the door 17 and the calibrated niche 19, that the door 6 delivers on its output 18 in the direction of the switch 5 a signal for the entire duration t? of the calibrated niche 19.
L'interrupteur 5 comporte une diode 20 qui permet normalement t'écoulement du courant i émis par
Le générateur de courant constant 4 vers la masse, ainsi qu'un transistor 21 de préférence à effet de champ dont la grille de commande 22 est reliée à la sortie 18 de la porte ET 6. La diode 20 est montée en avait du transistor 21 et réglée pour etre conductrice
lorsque le transistor 21 est ouvert (non conducteur).The switch 5 includes a diode 20 which normally allows the flow of the current i emitted by
The constant current generator 4 to ground, as well as a transistor 21 preferably with field effect, the control gate 22 of which is connected to the output 18 of the AND gate 6. The diode 20 is mounted with the transistor 21 and set to be conductive
when transistor 21 is open (non-conductive).
Au contraire, lorsque le transistor 21 est fermé
(conducteur) la tension résiduelle aux bornes de la diode 20 devient inférieure à son seuil de conduction
et elle n'est plus conductrice.On the contrary, when the transistor 21 is closed
(conductor) the residual voltage at the terminals of diode 20 becomes lower than its conduction threshold
and it is no longer conductive.
Dans ces conditions, en temps normal, c'est å-dire en dehors des périodes de décharge du condensateur C de I'intégratcur 1, le courant i s'écoule à partir du générateur de courant constant 4 vers le sol au travers de la diode 20. Lorsque, pendant le temps t7, un signal est présent sur la sortie 18 de la porte logique ET 6, la grille 22 du transistor 21, alors excite, rend conducteur le transistor 21, courtcircuitant ainsi la diode 20 et permettant la commutation instantanée, et sans rupture de débit, du courant i au travers du condensateur C par la ligne 10. Under these conditions, in normal times, that is to say outside the periods of discharge of the capacitor C of the integrator 1, the current i flows from the constant current generator 4 towards the ground through the diode 20. When, during time t7, a signal is present on the output 18 of the logic gate AND 6, the gate 22 of the transistor 21, then excites, makes the transistor 21 conductive, thus short-circuiting the diode 20 and allowing switching instantaneous, and without flow break, of the current i through the capacitor C by the line 10.
Il suffit alors de compter sur la ligne 23 reliée à la sortie 18 de La porte logique ET 6 le nombre de créneaux calibrés 19 apparus pendant un temps déterminé pour avoir une mesure, en fréquence, du courant I pénétrant sur la ligne 7 de l'intégrateur 1. It then suffices to count on the line 23 connected to the output 18 of the logic gate AND 6 the number of calibrated slots 19 appeared during a determined time to have a measurement, in frequency, of the current I penetrating on the line 7 of the integrator 1.
a figure 2 est un schéma de principe montrant le traitement des créneaux calibrés 19 et des signaux porte 17 par la logique de détection de seuil 2. FIG. 2 is a block diagram showing the processing of the calibrated slots 19 and of the gate signals 17 by the threshold detection logic 2.
Sur cette figure 2 on a représenté trois graphes a, b et c qui représentent respectivement, pour a les signaux porte émis en permanence par le générateur de créneaux 3 sur la ligne 15 ; pour le graphe b, les créneaux calibrés 19 présents en permanence sur la Ligne de sortie 14 de ce même générateur de créneau 3. In this figure 2 there are shown three graphs a, b and c which respectively represent, for a the gate signals permanently transmitted by the slot generator 3 on line 15; for graph b, the calibrated slots 19 permanently present on the output line 14 of this same slot generator 3.
Conformément à å l'invention, lorsqu'à une époque t1, la logique de détection de seuil 2 détecte la montée du potentiel de la ligne 11 au seuil de préréglage V de l'appareil, la première porte 17
O entière se présentant après l'instant t est émise, conformément au graphe c, sur la ligne 16 en sortie de la logique de détection de seuil 2. C'est la coincidence entre cette porte 17 et le créneau calibré 19 qui exicte la porte logique ET 6 et provoque le basculement du commutateur 5.In accordance with the invention, when at a time t1, the threshold detection logic 2 detects the rise of the potential of the line 11 at the preset threshold V of the device, the first gate 17
O whole occurring after time t is transmitted, in accordance with graph c, on line 16 at the output of the threshold detection logic 2. It is the coincidence between this door 17 and the calibrated slot 19 which exicates the door AND logic 6 and causes switch 5 to toggle.
A titre d'exemple de mise en oeuvre, donné à titre illustratif et non limitatif, on a utilise pour mesurer un courant d'entrée I de valeur moyenne 5 mA, des décharges calibrées q correspondant à un courant constant i=8, 1/3 mA et de durée 17=60 microsecondes. By way of example of implementation, given by way of nonlimiting illustration, we used to measure an input current I of average value 5 mA, calibrated discharges q corresponding to a constant current i = 8, 1 / 3 mA and duration 17 = 60 microseconds.
Dans ces conditions, La charge Q=It du condensateur
-3 d'intégration était par seconde Q=5.10 Coulomb alors que chaque décharge calibrée avait pour valeur q=i17
1/3 -3 -6 -9 =8 .10 .10 .60=500.10 . Dans ces conditions, Le nombre d'impulsions de décharge par seconde, nécessaires pour équilibrer la charge du condensateur C
-3 -9 ar2e était de Q/q=5.10 /500x10 =10 impulsions par seconde. La sensibilité de l'appareil était donc de 10 000 impulsions par seconde pour représenter ta fréquence caractéristique d'un courant moyen de 5 mA à l'entrée. Under these conditions, the charge Q = It of the capacitor
-3 integration was per second Q = 5.10 Coulomb while each calibrated discharge had the value q = i17
1/3 -3 -6 -9 = 8 .10 .10 .60 = 500.10. Under these conditions, the number of discharge pulses per second, necessary to balance the charge of the capacitor C
-3 -9 ar2e was Q / q = 5.10 / 500x10 = 10 pulses per second. The sensitivity of the device was therefore 10,000 pulses per second to represent the frequency characteristic of an average current of 5 mA at the input.
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8809878A Expired - Lifetime FR2634559B1 (en) | 1988-07-21 | 1988-07-21 | METHOD FOR MEASURING LOW CURRENTS WITH HIGH DYNAMICS BY FREQUENCY CURRENT CONVERSION AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2634559B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995000856A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Leybold Aktiengesellschaft | Measurement amplifier |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1142422A (en) * | 1966-09-15 | 1969-02-05 | Tno | Frequency modulation by input voltage |
| EP0148296A1 (en) * | 1984-01-09 | 1985-07-17 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and circuit for converting a measuring current into an impulse rate proportional to the measuring current |
-
1988
- 1988-07-21 FR FR8809878A patent/FR2634559B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1142422A (en) * | 1966-09-15 | 1969-02-05 | Tno | Frequency modulation by input voltage |
| EP0148296A1 (en) * | 1984-01-09 | 1985-07-17 | Leybold Aktiengesellschaft | Method and circuit for converting a measuring current into an impulse rate proportional to the measuring current |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NACHRICHTENTECHNIK-ELEKTRONIK, vol. 27, no. 6, 1977, pages 252-258; M.SEIFART: "Spannungs- und Stromfrequenzwandler-]berblick und Anwendungen" * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995000856A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Leybold Aktiengesellschaft | Measurement amplifier |
| US5770956A (en) * | 1993-06-23 | 1998-06-23 | Leybold Aktiengesellschaft | Measurement amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2634559B1 (en) | 1990-11-30 |
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