FR2720510A1

FR2720510A1 - Dispositif de mesure d'une force.

Info

Publication number: FR2720510A1
Application number: FR9406387A
Authority: FR
Inventors: Marc Degrauwe; Geeter Bart De
Original assignee: Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Current assignee: Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-12-01
Anticipated expiration: 2014-05-26
Also published as: FR2720510B1

Abstract

On décrit un circuit d'interface pour un capteur capacitif du type à compensation de charges. La tension de sortie du circuit d'interface est fournie par un intégrateur (2) qui intégre le débit des charges servant à la compensation. Ce circuit d'interface est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de compensation (8) de l'effet des capacités parasites, qui produit un écoulement de charges supplémentaires vers l'entrée de l'intégrateur (2). Cet écoulement est proportionnel à la valeur de la tension de sortie (Vm). Grâce à cette caractéristique, l'influence des capacités parasites du capteur capacitif (1) peut être neutralisée.

Description

DISPOSITIF DE MESURE D'UNE FORCE
La présente invention concerne un dispositif de mesure à capteur capacitif tel que par exemple un dispositif de mesure d'une force et notamment d'une force d'inertie correspondant à une accélération du dispositif.

On connaît de nombreux dispositifs de mesure correspondant à la définition ci-dessus. Parmi ces dispositifs, l'invention concerne plus particulièrement les dispositifs du type dit "à compensation de charge".

Un tel dispositif de mesure est décrit dans un article de H. Leutold et F. Rudolph paru dans la revue "Sensors and Actuators" A21-A23 (1990), pages 278 à 281.

Le dispositif décrit dans ce document antérieur comprend un capteur capacitif dans lequel une lame conductrice suspendue élastiquement forme une armature mobile commune à deux condensateurs. Cette lame est prévue pour se déplacer lorsqu'elle est soumise à une force dont on désire connaître l'intensité, de manière à faire varier les capacités des deux condensateurs. Le dispositif de mesure comprend encore un circuit d'interface destiné à fournir en sortie une tension qui est fonction des capacités des deux condensateurs et qui est donc représentative de la position de la lame mobile.

La figure 1 représente de façon schématique un exemple de capteur capacitif connu et apte à fonctionner dans le dispositif décrit dans l'article susmentionné. Ce capteur compren ne lame mobile 9 prise en sandwich entre deux électrodes fixes 3 et 5, un espace étant ménagé entre chacune des électrodes 3,5 et la lame mobile 9 pour permettre à celle-ci de se déplacer sous l'effet d'une force. La première électrode fixe 3 et la lame mobile 9 forment ensemble un premier condensateur de capacité variable C1. La lame mobile 9 forme également avec la deuxième électrode fixe 5 un deuxième condensateur de capacité variable C2. En position de repos, cest-à-dire en l'absence d'une force, la lame mobile 9 se trouve à une même distance do de chacune des électrodes 3 et 5 et, en présence d'une force, la lame 9 s'écarte de sa position d'équilibre d'une quantité Ad qui, pour une déformation élastique, est proportionnelle à cette force. En supposant que les deux condensateurs se comportent comme des condensateurs plans, on obtient la relation suivante entre le déplacement Ad de la lame mobile 9 hors de sa position d'équilibre sous l'effet d'une force, et les deux capacités C1 et C2.

Ad ~ Cl - C2
do - C1 + C2
Si l'on place les deux électrodes fixes 3 et 5 du capteur capacitif à deux potentiels différents notés respectivement Vo et -Vo, des charges notées respectivement Q1 et Q2 vont s'accumuler dans les armatures des deux condensateurs. La lame mobile 9 jouant à la fois le rôle d'armature pour le premier et le deuxième condensateur, sa première face portera une charge -Q1 alors que sa deuxième face portera simultanément une charge Q2. La charge totale portée par la lame mobile 9 sera donc égale à Q2 - Q1. De plus, la différence entre les charges Q1 et Q2 des deux condensateurs dépend du potentiel électrostatique vm auquel se trouve la lame 9 selon la relation:
AQ = Q2 - Q1 = C1 (Vo - Vm) - C2 (Vo + Vm) (pour obtenir cette relation on a fixé le zéro du potentiel à mi-chemin entre les potentiels des deux électrodes fixes).

La relation ci-dessus nous permet de déterminer que la charge totale Q2 - Q1 portée par la lame mobile 9 est nulle lorsque: Vm = Cl c2 C, Vo
C1 + C2 Vo
Le circuit d'interface décrit dans l'article cité plus haut fonctionne en ajustant toujours le potentiel Vm de la lame mobile 9 de manière à annuler tout écoulement de charges de ou vers celle-ci, et donc à maintenir nulle sa charge totale. C'est en vertu de ce mode particulier de fonctionnement que les dispositifs de ce type sont dit à compensation de charge".

Comme on peut s'en rendre compte d'après les relations données plus haut, la tension Vm que le circuit d'interface d'un dispositif à compensation de charge produit et fournit en sortie présente l'avantage de dépendre de façon linéaire du déplacement Ad de la lame mobile.

En raison des dérives inévitables dans les moyens électroniques formant le circuit d'interface, le procédé selon lequel fonctionne le dispositif doit comprendre, peu de temps avant la mesure proprement dite, une étape pendant laquelle une tension nulle est établie entre la lame mobile 9 et les électrodes fixes 3 et 5 de manière à décharger complètement les deux condensateurs.

Les deux électrodes fixes 3 et 5 peuvent ensuite, pendant une étape ultérieure du procédé, être mises sous tension. Si la lame mobile s'est déplacée depuis l'étape de mise sous tension précédente, cette nouvelle mise sous tension produit un écoulement de charges à partir de ou vers la lame mobile. Cet écoulement de charges est intégré dans le circuit d'interface pour déterminer la correction qu'il faut apporter au potentiel Vm de la lame mobile 9 pour neutraliser cet écoulement et donc maintenir sensiblement nulle la charge de la lame mobile 9.

Pour obtenir une mesure quasi-continue de la position de la lame mobile, les moyens électroniques constituant le circuit d'interface opèrent de façon cyclique, une étape de mise à zéro de la tension entre les électrodes précédant chaque fois une étape de mesure de la charge et de détermination de la tension Vm. Cette manière de procéder fournit une mesure échantillonnée de l'intensité de la force agissant sur la lame mobile.

En pratique, un tel dispositif présente des défauts.

En effet, un tel capteur capacitif comprend toujours, ne serait-ce qu'en raison de la présence de moyens de connexion destinés à relier le capteur aux moyens électroniques, des capacités parasites, qui sont désignées ci-après par Cpl et Cp2 et dont la valeur ne dépend pratiquement pas de la position de la lame mobile 9. La capacité réelle de chacun des condensateurs du capteur capacitif est donc égale à la somme de sa capacité idéale
C et de sa capacité parasite Cp. Dans ces conditions, la tension Vm fournie en sortie par le dispositif de mesure est donnée par la relation:
C1 - C2 + Cp1 - Cp2
Vm = . Vo C1 + C2 + Cp1 + Cp2
Comme on peut s'en rendre compte, en raison de la présence des capacités parasites Cp, le potentiel Vm fourni en sortie par le dispositif n'est pas vraiment une fonction linéaire du déplacement Ad de la lame mobile 9 hors de sa position d'équilibre. Par conséquent, la tension Vm n'est pas non plus directement proportionnelle à la force agissant sur la lame mobile. Ce comportement non linéaire du dispositif complique considérablement l'interprétation des mesures.

Si le capteur capacitif est de construction sensiblement symétrique, les deux capacités parasites Cpl et Cp2 seront sensiblement égales et la tension Vm sera donnée par:
C1 - C2
Vm =
C1 + C2 + 2 Cp
Cette dernière expression montre que les capacités parasites ont pour effet de faire baisser la sensibilité, ou autrement dit le gain, du dispositif de mesure. Cette dernière caractéristique constitue un deuxième inconvénient qui peut être gênant même dans des applications qui ne nécessitent pas une réponse linéaire du dispositif.

Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en fournissant un circuit d'interface capable de neutraliser des effets nonlinéaires et notamment l'effet de non linéarité produit par les capacités parasites du capteur capacitif.

Un autre but de la présente invention est de fournir un circuit d'interface pouvant fournir un gain plus élevé.

La demande de brevet FR 93 06689 décrit un dispositif de mesure d'une force à compensation de charges qui diffère de l'art antérieur en ce que son circuit d'interface comporte deux condensateurs supplémentaires dont les capacités sont respectivement égales aux capacités parasites Cpl et Cp2 des deux condensateurs du capteur. Les deux condensateurs supplémentaires ont chacun une armature reliée à l'électrode mobile du capteur et leur autre armature reliée à des moyens d'alimentation commutable, de telle manière que les deux condensateurs supplémentaires se chargent et se déchargent en opposition de phase avec le capteur capacitif. Grâce à cette disposition, deux quantités de charges correspondant respectivement aux contributions des capacités parasites
Cpl et Cp2 sont transférées cycliquement entre la lame mobile du capteur capacitif et les deux condensateurs supplémentaires. Ce jeu de passe-passe a pour effet d'escamoter les deux quantités de charges incriminées de manière à ce qu'elles n'influencent pas la mesure.

Le circuit d'interface du dispositif antérieur décrit ci-dessus atteint déjà les buts énoncés plus haut pour la présente invention. Toutefois, la présence des deux condensateurs supplémentaires augmente sensiblement aussi bien la surface occupée par ce dispositif lorsqu'il est réalisé sous forme d'un circuit intégré que sa consommation d'énergie. La présente invention a donc encore pour but de fournir un circuit d'interface dont, d'une part, la réalisation sous forme de circuit intégré est moins coûteuse en surface et, d'autre part, la consommation est réduite.

A cet effet, la présente invention fournit un dispositif de mesure d'une force et notamment d'une force d'inertie correspondant à une accélération, comprenant:
- un capteur capacitif comportant deux condensateurs, une première armature de chacun desdits condensateurs étant reliée électriquement aux mêmes premiers moyens de connexion, et des deuxièmes armatures desdits condensateurs étant reliées respectivement à des deuxièmes et à des troisièmes moyens de connexion, ladite première armature d'au moins un desdits condensateurs étant en outre formée par une lame mobile suspendue élastiquement et étant susceptible d'être soumise à ladite force de manière à faire varier la capacité d'au moins un desdits condensateurs, et
- un circuit d'interface relié audit capteur capacitif pour fournir une tension de sortie représentative de ladite force et comprenant:
- des moyens d'intégration répondant à des charges électriques en entrée pour engendrer, entre leur sortie et une source d'un potentiel de référence, ladite tension de sortie avec une valeur proportionnelle à la quantité totale desdites charges électriques en entrée;
- des moyens pour fournir un signal de commande périodique ayant, pendant chacune de ses périodes, un premier et un deuxième état;
- des moyens de liaison commutables répondant audit premier état du signal de commande pour amener lesdites deuxièmes armatures au potentiel de ladite sortie des moyens d'intégration, et répondant audit deuxième état du signal de commande pour porter lesdites deuxièmes armatures respectivement à un premier potentiel et à un deuxième potentiel symétrique dudit premier potentiel par rapport audit potentiel de référence; et
- des moyens d'isolation et de transfert répondant audit premier état dudit signal de commande pour amener lesdites premières armatures au potentiel de ladite sortie des moyens d'intégration et répondant audit deuxième état dudit signal de commande pour fournir auxdits moyens d'intégration une deuxième quantité de charges proportionnelle à la charge électrique présente sur lesdites premières armatures;
ledit dispositif de mesure étant caractérisé en ce que ledit circuit d'interface comporte encore un élément de circuit de compensation répondant audit signal de commande pour fournir auxdits moyens d'intégration, pendant chacune desdites périodes dudit signal de commande, une troisième quantité de charges électriques proportionnelle à la valeur de ladite tension de sortie.

Grâce à la présence de l'élément de circuit capacitif, le potentiel Vm de la lame mobile ne sera plus, à l'équilibre, le potentiel pour lequel la charge de la lame mobile est nulle mais le potentiel pour lequel la quantité de charge fournie par l'élément de circuit capacitif à l'entrée des moyens d'intégration compense exactement la quantité de charges fournie par les moyens d'isolation et de transfert. Il en résulte que l'élément de circuit capacitif a pour effet d'augmenter le module de la tension Vm sur les premières armatures, à l'équilibre, d'une quantité proportionnelle à cette tension. Cet effet se traduit par une augmentation du gain du dispositif de mesure et permet notamment de compenser la perte de gain due aux capacités parasites.

Comme on l'aura noté, l'effet de l'élément de circuit capacitif est une fonction impaire de la tension Vm sur les premières armatures. Il s'agit donc d'un effet symétrique qui ne permet pas de corriger une éventuelle dissymétrie entre les deux capacités parasites Cpl et Cp2.

En conséquence, selon une variante de la présente invention qui trouve son avantage dans le cas où les deux capacités parasites Cpl et Cp2 ont des valeurs différentes, le dispositif de mesure comprend en outre un élément capacitif supplémentaire connecté en parallèle avec le condensateur du capteur capacitif dont la capacité parasite est la plus petite pour égaliser cette dernière avec la capacité parasite de l'autre condensateur.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est le schéma de principe d'un capteur accélérométrique constituant un exemple de capteur capacitif;
- la figure 2 est un schéma du circuit d'interface d'un dispositif de mesure dune force selon un mode particulier de réalisation de la présente invention.

La figure 2 représente schématiquement le circuit d'interface d'un dispositif de mesure d'une force selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Ce circuit d'interface est prévu pour être utilisé avec un capteur capacitif comportant trois électrodes formant ensemble deux condensateurs de capacités variables de façon semblable à ce qui a été décrit plus haut en relation avec la figure 1. Sur la figure 2, ce capteur capacitif est représenté de façon très schématique par un bloc 1 qui renferme deux condensateurs dont les capacités sont désignées C1 et C2 respectivement.

Le circuit d'interface de la figure 2 est constitué essentiellement par le circuit électronique décrit dans 1article de MM. H. Leutold et F. Rudolph paru dans la revue Sensors and Actuators, A21 - A23 (1990) 278-281 et déjà cité dans le préambule de la présente demande de brevet.

Le fonctionnement du circuit d'interface de la figure 2 est cyclique. Chaque cycle ou période du fonctionnement de ce circuit se divise sensiblement en une première et une deuxième phase ou étape. L'enchaînement des phases est commandé par des signaux d'horloge qui sont fournis (via des conducteurs non représentés) à des interrupteurs pour les commander de manière à ce que chacun deux soit fermé pendant l'une des deux phases et ouvert pendant l'autre phase (dans la figure 2, les interrupteurs sont symbolisés par des cercles et ceux qui sont fermés pendant la première phase sont notés 1 et ceux qui sont fermés pendant la deuxième phase sont noté 2 ). Bien entendu, en pratique les interrupteurs peuvent être formés par des transistors de commutation dans le circuit intégré constituant le circuit d'interface.

Pour faciliter la compréhension de son fonctionnement, on peut subdiviser le circuit de la figure 2 en quatre blocs référencés respectivement 2,4,6 et 8.

Le bloc 2 de la figure 2 est formé par des moyens d'intégration. Ces moyens d'intégration 2 comprennent d'une part un condensateur 21 de capacité Cf et un amplificateur opérationnel 23 formant ensemble un intégrateur de type classique. Les moyens d'intégration fournissent en permanence une tension Vm égale à l'intégrale des charges fournies à leur entrée par les blocs du circuit situés en amont.

Le bloc 4 de la figure 2 est formé de moyens de liaison commutables. Ces moyens de liaison commutables 4 comprennent des interrupteurs 41 et 43 qui sont conducteurs durant la première phase de chaque cycle et des interrupteurs 47 et 49 qui sont conducteurs durant la deuxième phase de chaque cycle.

Un examen rapide de la figure 2 permet d'appréhender la disposition des commutateurs des moyens de liaison 4 et de comprendre leur action sur le capteur capacitif lors de chacune des phases d'un cycle. On voit d'une part que lors de la première phase de chaque cycle les trois électrodes du capteur capacitif sont maintenues ensemble à un potentiel déterminé par la tension Vm en sortie des moyens d'intégration (21, 23). Dans ces conditions, les deux condensateurs du capteur 1 sont complètement déchargés. On voit d'autre part qu'au début de la deuxième phase de chaque cycle les deux électrodes extérieures (les armatures fixes des deux condensateurs) du capteur capacitif sont amenées respectivement à des potentiels d'alimentation VO et -VO, alors que l'électrode médiane (la lame mobile) est maintenue au potentiel auquel elle était placée durant la phase précédente. Dans ces conditions, les deux condensateurs du capteur 1 vont se charger.

Le bloc 6 de la figure 2 est formé par des moyens de transfert de charges. Ces moyens de transfert de charges comprennent tout d'abord un condensateur 61 de capacité C3 et un amplificateur opérationnel 62 reliés ensemble dans une configuration d'intégrateur. Le bloc 6 comprend encore un condensateur de capacité C3O référencé 63, un condensateur de capacité C4 référencé 64, trois interrupteurs 65, 66 et 67 qui sont conducteurs durant la première phase de chaque cycle et finalement un interrupteur 68 qui conduit durant la deuxième phase de chaque cycle.

L'entrée inverseuse de l'amplificateur 62 est reliée à la lame mobile du capteur capacitif, et l'interrupteur 65 est branché en parallèle avec le condensateur 61 de manière à décharger celui-ci au début de la première phase de chaque cycle. L'interrupteur 66 est connecté entre la sortie des moyens d'intégration 2 et l'entrée noninverseuse de l'amplificateur 62 de manière à fixer durant la première phase de chaque cycle le potentiel de masse virtuelle pour l'intégrateur formé par l'amplificateur 62 et le condensateur 61. On voit encore sur la figure 2 que le condensateur 63 est connecté entre la masse dc et la même entrée de l'amplificateur 62 de manière à maintenir, durant la deuxième phase de chaque cycle, le potentiel de masse virtuelle au niveau qui était le sien durant la phase précédente. Finalement le condensateur 64 est connecté par une de ses bornes à la sortie de l'amplificateur 62, et par son autre borne, via l'interrupteur 68, à l'entrée des moyens d'intégration 2.

Les moyens d'intégration 2, les moyens de liaison commutables 4 et les moyens de transfert de charges 6 qui viennent d'être décrit correspondent aux différentes parties du circuit d'interface déjà décrit dans l'article de MM. H. Leutold et F. Rudolph déjà cité. On va maintenant décrire brièvement le fonctionnement de ce circuit d'interface.

La lame mobile du capteur capacitif est, comme on la déjà dit, reliée à l'entrée de l'intégrateur 61, 62 du bloc 6. Dans ces conditions, la lame mobile est maintenue en permanence au potentiel zéro (masse virtuelle) de cet intégrateur. Pendant la première phase d'un cycle, le potentiel zéro de l'intégrateur est déterminé par la tension de sortie des moyens d'intégration 2, comme l'est aussi le potentiel auquel se trouvent les armatures fixes du capteur capacitif. Les condensateurs du capteur capacitif sont donc déchargés pendant la première phase de chaque cycle.

Pendant la deuxième phase de chaque cycle, les deux armatures fixes du capteur capacitif sont portées respectivement aux potentiels +V0 et -VO, ce qui a pour effet de charger les deux condensateurs C1 et C2. Comme on l'a vu dans le préambule de la présente description, la charge accumulée par la lame mobile du capteur capacitif durant la deuxième phase du cycle dépend d'une part du potentiel Vm auquel la lame est maintenue et d'autre part du déplacement de cette lame par rapport à sa position d'équilibre.

Les charges qui s'accumulent ainsi dans la lame mobile doivent s'écouler entre celle-ci et 1'intégrateur 61, 62 des moyens de multiplication de charges. Cet écoulement de charges est intégré dans le condensateur 61 entre les bornes duquel apparait donc une tension qui a pour effet de décaler le potentiel à la sortie de 1'intégrateur par rapport à son potentiel zéro. On comprendra que, dans ces conditions, la différence de potentiel entre la sortie de l'intégrateur 61,62 et son entrée de référence est proportionnelle à la quantité de charges totale sur la lame mobile.

Si nous nous intéressons maintenant au condensateur 64, on voit qu'une de ses bornes est en permanence au potentiel de la sortie de l'intégrateur 61,62, et que son autre borne est maintenue en permanence au potentiel de référence dc des moyens d'intégration 2, c'est à dire à la masse. Pendant la première phase de chaque cycle, le contenu de l'intégrateur 61,62 du bloc 6 est zéro et la tension entre les bornes du condensateur 64 est donc égale à Vm. Pendant la deuxième phase de chaque cycle, les charges allant, comme on la vu, s'accumuler sur la lame mobile produisent une modification du niveau du potentiel à la sortie de l'intégrateur, et ce changement du potentiel entraîne un changement identique de la tension entre les bornes du condensateur 64.

Le changement de la tension entre les bornes du condensateur 64 au cours de la deuxième phase du cycle a évidemment pour effet de changer également la charge de ce condensateur. I1 se produit donc, durant la deuxième phase, un écoulement de charges entre une des bornes du condensateur 64 et l'entrée des moyens d'intégration 2.

Cette écoulement de charges est intégré dans le condensateur 21 de l'intégrateur 2 et, à la fin de la deuxième phase, la tension Vm de sortie des moyens d'intégration 2 a été modifiée d'une quantité proportionnelle à la charge qui s'est accumulée sur la lame mobile pendant cette phase.

Au commencement de la première phase de chaque cycle la nouvelle tension Vm est fournie au capteur capacitif et à l'intégrateur 61,62 des moyens de multiplication de charges 6 pour servir de nouveau potentiel pour la lame mobile. On peut en outre se convaincre assez facilement que la correction ainsi réalisée lors de chaque cycle sur le potentiel de la lame mobile va dans le bon sens, c'est à dire dans le sens d'une diminution de la quantité de charges qui va s'accumuler sur la lame mobile pendant la deuxième phase de chaque cycle.

La fonction du circuit que nous venons de décrire est donc de maintenir la lame mobile du capteur capacitif à un potentiel Vm tel que la charge totale sur la lame mobile du capteur capacitif soit nulle.

Le bloc 8 du schéma de la figure 2 est formé par un élément de circuit de compensation destiné à compenser la perte de gain due à la somme des effets des capacités parasites du capteur capacitif sur la tension Vm de sortie du circuit d'interface.

L'élément de circuit de compensation 8 est, dans le présent exemple, un élément de circuit capacitif comportant d'une part un condensateur de compensation de capacité Cc référencé 81, et d'autre part un premier interrupteur 82 qui est fermé pendant la première phase de chaque cycle et un deuxième interrupteur 83 qui est fermé pendant la deuxième phase de chaque cycle.

Une des bornes du condensateur 81 et maintenue en permanence au potentiel de référence des moyens d'intégration 2, c'est à dire à la masse, alors que l'autre borne du condensateur 81 est connectée simultanément aux interrupteurs 82 et 83 qui sont reliés respectivement à la sortie des moyens d'intégration 2 et à la masse, Dans ces condition, pendant la première phase de chaque cycle, la tension entre les bornes du condensateur 81 est égale à la tension Vm de sortie de l'intégrateur 21,23 et le condensateur 81 est chargé. Durant la deuxième phase de chaque cycle, la tension entre les bornes du condensateur 81 est nulle et celui-ci se décharge vers l'interrupteur 68 et l'entrée des moyens d'intégration 2.

On comprendra que grâce à l'élément de circuit capacitif 8 qui vient d'être décrit, la valeur d'équilibre du potentiel Vm fourni par le circuit d'interface de la figure 2 à la lame mobile n'est plus le potentiel pour lequel la charge sur la lame mobile est nulle, mais le potentiel pour lequel la charge fournie par le condensateur de compensation 81 à l'entrée des moyens d'intégration 2 compense exactement la charge fournie à la même entrée par le condensateur 64 des moyens de multiplication de charges 6.

Une analyse un peu plus détaillée de l'action de l'élément de circuit capacitif 8 permet de montrer qu'en présence de celui-ci la relation entre le potentiel de la lame mobile à l'équilibre Vm et les capacités des différents condensateurs devient

La relation ci-dessus montre clairement qu'en choisissant une capacité appropriée pour le condensateur 81 on peut compenser sans problème l'effet de capacités parasites symétriques (Cpl = Cp2). Lorsque les capacités parasites ne sont pas symétriques (Cpl-Cp2 * 0), le dispositif d'interface comprendra en outre une petite capacité (non représentée) connectée en parallèle avec la plus petite des deux capacités parasites du capteur capacitif de manière à égaliser celle-ci avec la capacité parasite de l'autre condensateur.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure d'une force et notamment d'une force d'inertie correspondant à une accélération, comprenant:

- un capteur capacitif (1) comportant comportant deux condensateurs, une première armature (9) de chacun des desdits condensateurs étant reliée électriquement aux mêmes premiers moyens de connexion, et des deuxièmes armatures (3,5) desdits condensateurs étant reliées respectivement à des deuxièmes et à des troisièmes moyens de connexion, ladite première armature d'au moins un desdits condensateurs étant en outre formée par une lame mobile (9) suspendue élastiquement et étant susceptible d'être soumis à ladite force de manière à faire varier la capacité, (C1,C2) d'au moins un desdits condensateurs, et

- un circuit d'interface (2,4,6,8) relié audit capteur capacitif pour fournir une tension de sortie (Vm) représentative de ladite force et comprenant:

- des moyens d'intégration (2) répondant à des charges électriques en entrée pour engendrer, entre leur sortie et une source d'un potentiel de référence (dc), ladite tension de sortie (Vm) avec une valeur proportionnelle à la quantité totale dedites charges électriques en entrée;

- des moyens pour fournir un signal de commande périodique ayant, pendant chacune de ses périodes, un premier et un deuxième état;

- des moyens de liaison commutables (4) répondant audit premier état du signal de commande pour amener lesdites deuxièmes armatures (3,5) au potentiel (Vm) de ladite sortie des moyens d'intégration (2), et répondant audit deuxième état du signal de commande pour porter lesdites deuxièmes armatures (3,5) respectivement à un premier potentiel (Vo) et à un deuxième potentiel (-Vo) symétrique dudit premier potentiel par rapport audit potentiel de référence (dc); et

- des moyens de transfert de charges (6) répondant audit premier état dudit signal de commande pour amener lesdites premières armatures (9) au potentiel (Vm) de ladite sortie des moyens d'intégration (2) et répondant audit deuxième état dudit signal de commande pour fournir auxdits moyens d'intégration (2) une deuxième quantité de charges propotionnelle à la charge électrique (Q) présente sur lesdites premières armatures (9);

ledit dispositif de mesure étant caractérisé en ce que ledit circuit d'interface (2,4,6,8) comporte encore un élément de circuit de compensation (8) répondant audit signal de commande pour fournir auxdits moyens d'intégration (2), pendant chacune desdites périodes dudit signal de commande, une troisième quantité de charges électriques proportionnelle à la valeur de ladite tension de sortie (Vm).

2. Dispositif de mesure d'une force selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de circuit de compensation (8) est constitué par un élément de circuit capacitif prévu pour, lorsque ledit signal de commande est dans son premier état, être relié par une première extrémité à la sortie desdits moyens d'intégration (2) et par une deuxième extrémité audit potentiel de référence (dc) de manière à emmagasiner une charge proportionnelle à la valeur de la tension (Vm) en sortie desdits moyens d'intégration, et pour, lorsque ledit signal de commande est dans sont deuxième état, être relié par ladite première extrémité audit potentiel de référence (dc) et par ladite deuxième extrémité à l'entrée desdits moyens d'intégration (2) de façon à fournir à l'entrée desdits moyens d'intégration la charge emmagasinée durant ladite première étape.