FR2726645A1 - MEASURING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Cet appareil de mesure est destiné à être utilisé dans un thermostat programmable pour fournir des informations sur la température effective. Le thermostat est muni d'un microprocesseur commandant l'appareil de mesure qui comprend un montage en pont à quatre branches, contenant des résistances de précision fixes (R1 , R2 et R3 ) dans trois branches et une thermistance (RTH ) dans la branche restante. Pour lancer une mesure de la température effective, le microprocesseur applique une impulsion de tension aux bornes d'alimentation (0, V**+) du montage en pont et met en marche deux compteurs. Le premier compte le temps pour que la tension (VC )atteigne la tension (VTH ) de la thermistance, et le second compte le temps pour que la tension (VC ) atteigne la tension de référence (VREF ). Un rapport de deux comptes est formé pour fournir une mesure de la tension (VTH ) aux bornes de la thermistance (RTH ).This measuring device is intended for use in a programmable thermostat to provide information on the actual temperature. The thermostat is fitted with a microprocessor controlling the measuring device which comprises a four-branch bridge assembly, containing fixed precision resistors (R1, R2 and R3) in three branches and a thermistor (RTH) in the remaining branch . To initiate an effective temperature measurement, the microprocessor applies a voltage pulse to the power supply terminals (0, V ** +) of the bridge connection and starts up two counters. The first counts the time for the voltage (VC) to reach the voltage (VTH) of the thermistor, and the second counts the time for the voltage (VC) to reach the reference voltage (VREF). A two-count ratio is formed to provide a measurement of the voltage (VTH) across the thermistor (RTH).
Description
La présente invention concerne un appareil de mesure.The present invention relates to a measuring device.
La présente invention est particulièrement utile dans un thermostat programmable, o elle peut fournir à la fois une mesure de la température effective et une détermination du niveau de puissance de la pile d'alimentation. Les thermostats programmables, en particulier pour des systèmes de chauffage central, deviennent de plus en plus courants. Etant donné qu'il existe un vaste marché pour de tels dispositifs, il est nécessaire qu'ils soient aussi précis que possible, mais il est également important qu'ils comportent un système de mesure qui ne nécessite pas d'étalonnage, tant à la production qu'au The present invention is particularly useful in a programmable thermostat, where it can provide both a measurement of the effective temperature and a determination of the power level of the supply battery. Programmable thermostats, especially for central heating systems, are becoming more and more common. Since there is a large market for such devices, it is necessary that they be as accurate as possible, but it is also important that they include a measurement system which does not require calibration, both at the production than
point d'installation.installation point.
Sous un premier aspect de la présente invention, il est mis à disposition un appareil de mesure comprenant un montage en pont à quatre branches, une première branche du montage en pont contenant un premier élément destiné à fournir une caractéristique de référence, et une deuxième branche du montage en pont contenant un second élément dont une caractéristique doit être déterminée, ledit appareil de mesure comprenant en outre un circuit de chronométrage connecté aux bornes d'alimentation du montage en pont et destiné à produire, lorsque le courant lui est appliqué, une fonction de chronométrage ayant une caractéristique qui varie avec le temps, et un moyen de mesure destiné à établir, dans chaque cas, un temps auquel la caractéristique de la fonction de chronométrage coïncide sensiblement avec les caractéristiques fournies par lesdits premier et second éléments, d'o il résulte que la caractéristique dudit second élément peut être déterminée. Toute caractéristique appropriée des premier et second éléments et/ou de la fonction de chronométrage peut être utilisée, mais, dans la plupart des circonstances, le premier élément fournira une tension de référence et c'est la tension du second élément qui devra être déterminée. En général, par conséquent, ladite fonction de chronométrage aura une In a first aspect of the present invention, there is provided a measuring device comprising a four-branch bridge arrangement, a first branch of the bridge arrangement containing a first element intended to provide a reference characteristic, and a second branch of the bridge assembly containing a second element, a characteristic of which must be determined, said measuring apparatus further comprising a timing circuit connected to the supply terminals of the bridge assembly and intended to produce, when the current is applied to it, a function timing device having a characteristic which varies over time, and a measuring means intended to establish, in each case, a time at which the characteristic of the timing function substantially coincides with the characteristics provided by said first and second elements, hence it follows that the characteristic of said second element can be determined. Any suitable characteristic of the first and second elements and / or of the timing function can be used, but in most circumstances the first element will provide a reference voltage and it is the voltage of the second element which will have to be determined. In general, therefore, said timing function will have a
caractéristique de tension qui varie avec le temps. voltage characteristic which varies over time.
Le moyen de mesure établit un temps auquel la caractéristique de la fonction de chronométrage coïncide sensiblement avec la caractéristique fournie par chacun des premier et second éléments. Le temps établi est effectivement, dans chaque cas, un rapport de la caractéristique de l'élément en question et de celle de la fonction de chronométrage, et il est donc une grandeur sans dimension ou un compte indépendant du temps effectif écoulé et représentatif de la valeur de The measuring means establishes a time at which the characteristic of the timing function substantially coincides with the characteristic provided by each of the first and second elements. The established time is effectively, in each case, a ratio of the characteristic of the element in question and that of the timing function, and it is therefore a dimensionless quantity or an independent account of the actual elapsed time and representative of the value
la caractéristique de l'élément.the characteristic of the element.
Toute fonction de chronométrage appropriée peut être utilisée. A cet égard, il est important que la fonction de chronométrage n'ait qu'une seule caractéristique qui varie avec le temps et que cette variation soit monotone, c'est-à-dire dans un seul sens. Cela garantit qu'à l'établissement d'un compte relatif à la tension ou à une autre caractéristique de chacun des premier et second éléments au moyen du circuit de chronométrage, on est assuré que le compte est indépendant du temps effectif écoulé, selon ce qui a été indiqué précédemment. De plus, comme la fonction de chronométrage est produite par l'application de courant aux bornes d'alimentation du montage en pont, les comptes établis sont similairement indépendants de toute Any suitable timing function can be used. In this respect, it is important that the timing function has only one characteristic which varies over time and that this variation is monotonous, that is to say in one direction only. This guarantees that when establishing an account relating to the voltage or to another characteristic of each of the first and second elements by means of the timing circuit, it is ensured that the account is independent of the actual elapsed time, according to what which was previously indicated. In addition, as the timing function is produced by the application of current to the supply terminals of the bridge assembly, the accounts established are similarly independent of any
variation de l'alimentation.variation in diet.
Il est toujours utile, pour la mesure d'une grandeur, d'utiliser un rapport de la grandeur déterminée et d'une référence, car cela exclut de la mesure d'éventuelles variables du circuit. L'utilisation de rapports est un It is always useful, for the measurement of a quantity, to use a ratio of the determined quantity and a reference, because that excludes from the measurement of possible variables of the circuit. The use of reports is a
principe fondamental des montages en pont. fundamental principle of bridge assemblies.
Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, le moyen de mesure est agencé de façon à former un rapport du compte établi dans chaque cas pour In a preferred embodiment of the present invention, the measuring means is arranged so as to form a report of the account established in each case for
les premier et second éléments.the first and second elements.
On comprendra aisément que le compte établi pour chaque élément sera une fonction, produite du fait du circuit de mesure, rapportée à la valeur de la caractéristique de cet élément. Toutefois, par la formation d'un rapport des comptes relatifs aux deux éléments, les coefficients des fonctions sont éliminés, ce qui fait que le rapport ainsi formé fournit une mesure de la caractéristique, par exemple de la tension, du second élément. De plus, toute variation ou irrégularité survenant dans le circuit lui-même est It will be readily understood that the account established for each element will be a function produced by the measurement circuit, related to the value of the characteristic of this element. However, by forming a report of the accounts relating to the two elements, the coefficients of the functions are eliminated, which means that the report thus formed provides a measure of the characteristic, for example of the voltage, of the second element. In addition, any variation or irregularity occurring in the circuit itself is
exclue de la détermination.excluded from the determination.
L'appareil de mesure de l'invention peut être utilisé pour déterminer n'importe quel paramètre d'un élément The measuring device of the invention can be used to determine any parameter of an element
qui varie à l'application de courant à cet élément. which varies with the application of current to this element.
Dans une forme de réalisation, destinée à être utilisée dans un thermostat programmable qui est alimenté par pile, des dispositions sont prises pour que la tension de la pile ou une grandeur déterminée par In one embodiment, intended for use in a programmable thermostat which is powered by battery, arrangements are made for the battery voltage or a quantity determined by
celle-ci soit appliquée aux bornes du second élément. this is applied across the second element.
Dans ce cas par conséquent, l'appareil de mesure détermine la tension de la pile et il peut être utilisé par exemple en liaison avec un circuit indicateur destiné à émettre un signal d'avertissement au cas o le niveau de tension de la pile tombe au-dessous d'une In this case, therefore, the measuring device determines the battery voltage and it can be used for example in connection with an indicator circuit intended to emit a warning signal in case the battery voltage level drops to below one
valeur prédéterminée.predetermined value.
En plus et/ou à titre de variante, le second élément peut être ou peut comprendre un élément dont la tension varie avec la température. Dans ce cas, l'appareil de mesure fournira, en effectuant une détermination de la tension aux bornes du second élément, une mesure de la température. Par exemple, le second élément peut In addition and / or alternatively, the second element may be or may comprise an element whose voltage varies with temperature. In this case, the measuring device will provide, by carrying out a determination of the voltage across the terminals of the second element, a measurement of the temperature. For example, the second element can
comprendre une thermistance.understand a thermistor.
De préférence, les éléments dans les branches restantes du montage en pont à quatre branches sont des Preferably, the elements in the remaining branches of the four-branch bridge assembly are
résistances.resistances.
Dans une forme de réalisation préférée, le moyen de mesure comprend des moyens comparateurs pour indiquer le moment o la tension de chronométrage coïncide sensiblement avec la tension fournie par chacun desdits premier et second éléments, et un moyen de chronométrage associé pour déterminer le temps mis, ou un compte, dans In a preferred embodiment, the measuring means comprises comparator means for indicating the moment when the timing voltage substantially coincides with the voltage supplied by each of said first and second elements, and an associated timing means for determining the time taken, or an account, in
chaque cas.each case.
Par exemple, dans une forme de réalisation, ledit moyen de mesure comprend des premier et second compteurs associés chacun à l'un desdits premier et second éléments et agencés de façon à être commutés par l'application de courant audit circuit de chronométrage, et des premier et second comparateurs associés chacun à l'un desdits premier et second éléments, chacun desdits comparateurs recevant la tension de l'élément respectif sur l'une de ses entrées et la tension de chronométrage sur une seconde entrée, un signal de sortie de chaque comparateur étant appliqué pour commuter respectivement For example, in one embodiment, said measuring means comprises first and second counters each associated with one of said first and second elements and arranged so as to be switched by the application of current to said timing circuit, and first and second comparators each associated with one of said first and second elements, each of said comparators receiving the voltage of the respective element on one of its inputs and the timing voltage on a second input, an output signal from each comparator being applied to switch respectively
l'un desdits premier et second compteurs. one of said first and second counters.
En général, chacun desdits compteurs est agencé de façon à être mis en marche par l'application de courant au circuit de chronométrage, pour effectuer un comptage progressif lorsqu'il est activé, et à être arrêté par un In general, each of said counters is arranged so as to be started by applying current to the timing circuit, to carry out a progressive counting when activated, and to be stopped by a
changement à la sortie du comparateur respectif. change at the output of the respective comparator.
Naturellement, il serait également possible de faire en sorte que les compteurs comptent à rebours entre Of course, it would also be possible to make the counters count down between
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l'application de courant au circuit de chronométrage et un changement à la sortie du comparateur respectif. Dans un cas comme dans l'autre, le premier compteur retient le compte représentatif de la tension du premier élément, tandis que le second compteur retient le compte représentatif de la tension du second élément. Ces comptes peuvent être utilisés en logique câblée ou dans un moyen processeur pour fournir, selon le cas, des the application of current to the timing circuit and a change at the output of the respective comparator. In either case, the first counter retains the account representative of the voltage of the first element, while the second counter retains the account representative of the voltage of the second element. These accounts can be used in wired logic or in a processor means to provide, as the case may be,
déterminations de température ou de tension. temperature or voltage determinations.
Une variante à la disposition d'un comparateur associé à chacun desdits premier et second éléments consiste à ne prévoir qu'un seul comparateur et à commuter des entrées appropriées sur le comparateur A variant available to a comparator associated with each of said first and second elements consists in providing only one comparator and in switching appropriate inputs on the comparator.
selon le cas.depending on the case.
De préférence, le circuit de chronométrage est connecté entre les bornes d'alimentation du montage en pont. Naturellement, le circuit de chronométrage peut être n'importe quel circuit approprié, capable de fournir une fonction de chronométrage appropriée. Par exemple, lorsque la fonction de chronométrage est une tension qui varie avec le temps, le circuit de chronométrage peut être un générateur de rampe ou un circuit fournissant une quadrature d'une onde sinusoïdale. Dans une forme de réalisation préférée, le circuit de chronométrage comprend un montage en série d'une résistance et d'un condensateur, la charge du condensateur lors de l'application de courant au circuit, fournissant la tension de chronométrage. La tension aux bornes du condensateur est de préférence prise comme tension de chronométrage et est appliquée par exemple à la seconde entrée de chaque comparateur Preferably, the timing circuit is connected between the supply terminals of the bridge assembly. Of course, the timing circuit can be any suitable circuit, capable of providing an appropriate timing function. For example, when the timing function is a voltage which varies over time, the timing circuit may be a ramp generator or a circuit providing a quadrature of a sine wave. In a preferred embodiment, the timing circuit comprises a series connection of a resistor and a capacitor, the charge of the capacitor during the application of current to the circuit, supplying the timing voltage. The voltage across the capacitor is preferably taken as the timing voltage and is applied for example to the second input of each comparator
dans le moyen de mesure.in the measurement medium.
Comme on l'a mis en évidence ci-dessus, l'appareil de mesure peut être utilisé pour fournir une indication de température effective. Dans une forme de réalisation As highlighted above, the meter can be used to provide an indication of actual temperature. In one embodiment
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préférée, le premier élément et les éléments contenus dans les troisième et quatrième branches du montage en pont sont des résistances, de préférence des résistances de précision fixes. Le second élément est une thermistance. La tension du circuit de chronométrage est comparée dans le moyen de mesure à la tension aux bornes du premier élément résistant et à la tension aux bornes de la thermistance. Le rapport déterminé est une mesure de la température à laquelle la thermistance est soumise et il peut être utilisé dans un thermostat programmable, par exemple lorsqu'on souhaite comparer la preferred, the first element and the elements contained in the third and fourth branches of the bridge assembly are resistors, preferably fixed precision resistors. The second element is a thermistor. The voltage of the timing circuit is compared in the measuring means to the voltage across the first resistive element and to the voltage across the thermistor. The determined ratio is a measure of the temperature to which the thermistor is subjected and it can be used in a programmable thermostat, for example when one wishes to compare the
température effective à une température désirée. actual temperature at a desired temperature.
Dans une autre forme de réalisation possible de l'appareil de mesure de l'invention, l'appareil peut être utilisé pour mesurer la tension de la pile, par exemple dans un thermostat alimenté par pile, et le premier élément peut être un élément fournissant une tension fixe de référence, par exemple une diode Zener ou un dispositif à barrière de potentiel. Dans une forme de réalisation préférée, les branches restantes du montage en pont contiennent chacune une résistance de précision, et le second élément est donc une résistance de précision. La pile ou les piles fournissant le courant assurent l'alimentation du montage en pont et, en conséquence, la tension aux bornes du second élément est déterminée par le niveau de puissance des piles. La tension fixe de référence reste constante, de sorte que tout changement du niveau de tension des piles peut être déterminé. La présente invention s'étend aussi à un procédé de détermination d'une caractéristique d'un élément, dans lequel ledit élément est disposé dans une branche d'un montage en pont à quatre branches, une autre branche du montage en pont contenant un élément qui détermine une caractéristique de référence, le procédé comprenant les étapes consistant à connecter le montage en pont à une alimentation, à produire, au moyen d'un circuit de chronométrage, une fonction de chronométrage ayant une caractéristique qui varie avec le temps, et à établir, dans chaque cas, le temps auquel les caractéristiques de la fonction de chronométrage coïncident avec ladite caractéristique de référence et avec la caractéristique In another possible embodiment of the measuring device of the invention, the device can be used to measure the battery voltage, for example in a battery-powered thermostat, and the first element can be an element providing a fixed reference voltage, for example a Zener diode or a potential barrier device. In a preferred embodiment, the remaining legs of the bridge arrangement each contain a precision resistor, and the second element is therefore a precision resistor. The battery or batteries supplying the current supply the bridge assembly and, consequently, the voltage across the terminals of the second element is determined by the power level of the batteries. The fixed reference voltage remains constant, so any change in the battery voltage level can be determined. The present invention also extends to a method of determining a characteristic of an element, in which said element is arranged in a branch of a four-link bridge assembly, another branch of the bridge assembly containing an element which determines a reference characteristic, the method comprising the steps consisting in connecting the bridge assembly to a power supply, in producing, by means of a timing circuit, a timing function having a characteristic which varies over time, and in establish, in each case, the time at which the characteristics of the timing function coincide with said reference characteristic and with the characteristic
produite par ledit élément.produced by said element.
De préférence, il est formé un rapport des deux temps ou comptes établis, pour fournir une détermination de la caractéristique dudit élément, par exemple de la tension Preferably, a ratio of the two times or established accounts is formed, to provide a determination of the characteristic of said element, for example of the voltage.
aux bornes dudit élément dans ladite branche. across said element in said branch.
L'appareil de mesure et le procédé définis ci-dessus sont utilisés de préférence dans un thermostat programmable. La présente invention s'étend aussi à un thermostat programmable comprenant un appareil de mesure The measuring device and the method defined above are preferably used in a programmable thermostat. The present invention also extends to a programmable thermostat comprising a measuring device
tel que défini ci-dessus.as defined above.
Des formes de réalisation de la présente invention sont décrites ciaprès, à titre d'exemple, en référence Embodiments of the present invention are described below, by way of example, with reference
aux dessins annexés.to the accompanying drawings.
La fig. 1 est un schéma du circuit de l'appareil de mesure selon l'invention pour la mesure de la température. La fig. 2 représente des comparateurs utilisables Fig. 1 is a diagram of the circuit of the measuring device according to the invention for measuring the temperature. Fig. 2 shows usable comparators
avec l'appareil de mesure de la fig. 1. with the measuring device of fig. 1.
La fig. 3 représente une variante de réalisation de l'appareil de mesure pour la détermination du niveau de Fig. 3 shows an alternative embodiment of the measuring device for determining the level of
puissance en provenance d'une alimentation par pile. power from battery power.
La présente invention sera décrite ci-après à propos d'un appareil de mesure destiné à être utilisé dans un thermostat programmable pour un système de chauffage central. Toutefois, cette application de la présente invention est décrite simplement pour plus de clarté et on comprendra aisément que la technique de mesure The present invention will be described below in connection with a measuring apparatus for use in a programmable thermostat for a central heating system. However, this application of the present invention is described simply for clarity and it will be readily understood that the measurement technique
décrite peut être adoptée dans d'autres environnements. described can be adopted in other environments.
La fig. 1 est le schéma du circuit d'un appareil de mesure destiné à être utilisé dans un thermostat Fig. 1 is the circuit diagram of a measuring device intended for use in a thermostat
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programmable pour fournir des informations concernant la température effective. A cet égard, un thermostat programmable peut être muni de moyens de traitement de données, par exemple d'un microprocesseur et d'une mémoire associée, et il agira en délivrant des signaux de commande pour le système de chauffage central, après avoir comparé une température désirée mémorisée à une température effective mesurée. C'est la température effective mesurée que fournit l'appareil de mesure de la programmable to provide information about the actual temperature. In this respect, a programmable thermostat can be provided with data processing means, for example a microprocessor and an associated memory, and it will act by delivering control signals for the central heating system, after having compared a desired temperature stored at a measured actual temperature. It is the actual measured temperature supplied by the
fig. 1.fig. 1.
L'appareil de mesure de la fig. 1 comprend un montage de résistances en pont à quatre branches. En fait, dans la forme de réalisation représentée, le montage en pont a la configuration d'un pont de Wheatstone. L'élément dans chacune de trois branches du pont est une résistance de précision fixe Ri, R2, R3. L'élément dans la branche restante est une thermistance RTH. Comme on souhaite faire la discrimination entre des températures différant de moins de 1'C, la thermistance R-H est de préférence une thermistance à tolérances étroites. Les thermistances qui sont utilisées par exemple dans des thermomètres médicaux peuvent typiquement être utilisées The measuring apparatus of fig. 1 includes a four-link bridge resistor assembly. In fact, in the embodiment shown, the bridge arrangement has the configuration of a Wheatstone bridge. The element in each of three branches of the bridge is a fixed precision resistor Ri, R2, R3. The element in the remaining branch is an RTH thermistor. As it is desired to discriminate between temperatures differing by less than 1'C, the R-H thermistor is preferably a narrow tolerance thermistor. Thermistors which are used for example in medical thermometers can typically be used
dans l'appareil de mesure représenté sur la fig. 1. in the measuring device shown in fig. 1.
En service, une impulsion de tension est appliquée aux bornes 0,Vd'alimentation du pont. Une tension apparaîtra donc respectivement à chacun des autres points du pont. D'après ce qui est indiqué, il y aura, en un point, une tension VTH- qui est déterminée par la thermistance R-TH et il y aura, à l'autre point, une In service, a voltage pulse is applied to terminals 0, V of the bridge supply. A tension will therefore appear respectively at each of the other points of the bridge. According to what is indicated, there will be, at one point, a voltage VTH- which is determined by the thermistor R-TH and there will be, at the other point, a
tension Vme qui est déterminée par la résistance R1. voltage Vme which is determined by resistance R1.
Un montage en série d'une résistance R et d'un A series connection of a resistance R and a
condensateur C est connecté entre les bornes du pont. capacitor C is connected between the terminals of the bridge.
Une tension V= peut être prise sur ce circuit RC en série. On comprendra aisément que lorsqu'une tension est appliquée entre les bornes d'alimentation 0,V- du pont, A voltage V = can be taken on this RC circuit in series. It will be readily understood that when a voltage is applied between the supply terminals 0, V- of the bridge,
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les tensions VTH et VRF apparaîtront. En outre, la tension appliquée commencera à charger le condensateur C au moyen du circuit RC, et la courbe habituelle de tension ascendante relative à la cahrge d'un condensateur définira la tension variable V= déterminée par la constante de temps du circuit RC. Dans le temps, la tension Vc aux bornes du condensateur montera Jusqu'à la tension de référence VREF, puis Jusqu'à la tension the VTH and VRF voltages will appear. In addition, the applied voltage will start to charge capacitor C by means of the RC circuit, and the usual rising voltage curve relating to the charging of a capacitor will define the variable voltage V = determined by the time constant of the RC circuit. Over time, the voltage Vc across the capacitor will rise Up to the reference voltage VREF, then Up to the voltage
VTH- aux bornes de la thermistance R-rTH OU vice versa. VTH- across the thermistor R-rTH OR vice versa.
Comme le montre la fig. 2, l'appareil de mesure comprend aussi deux comparateurs COMP, et COMP2. Le comparateur COMP, compare la tension V= aux bornes du condensateur C à la tension VTH aux bornes de la thermistance, tandis que le comparateur COMP2 compare la tension Ve du condensateur à la tension V.EF aux bornes de la résistance Ri. On comprendra aisément qu'au départ, le signal de sortie de chaque comparateur sera déterminé par le fait que sa première entrée, à savoir As shown in fig. 2, the measuring device also includes two comparators COMP, and COMP2. The comparator COMP, compares the voltage V = at the terminals of the capacitor C to the voltage VTH at the terminals of the thermistor, while the comparator COMP2 compares the voltage Ve of the capacitor to the voltage V.EF at the terminals of the resistor Ri. It will be readily understood that at the outset, the output signal of each comparator will be determined by the fact that its first input, namely
VTH OU VREF, est plus élevée que sa seconde entrée V.. VTH OR VREF, is higher than its second entry V ..
En revanche, au moment o la tension Vc sur sa seconde entrée devient plus élevée que la tension à laquelle elle est comparée, le signal de sortie du comparateur COMP, ou CO[P. en question changera. Il y a donc un changement du signal de sortie du comparateur COMPi, COMPz en question au moment o la tension de chronométrage V= devient pratiquement égale à la tension On the other hand, at the moment when the voltage Vc on its second input becomes higher than the voltage to which it is compared, the output signal of the comparator COMP, or CO [P. in question will change. There is therefore a change in the output signal of the comparator COMPi, COMPz in question at the time when the timing voltage V = becomes practically equal to the voltage
Vi-, ou VmE- de l'élément respectif R-r ou R1 du pont. Vi-, or VmE- of the respective element R-r or R1 of the bridge.
Au cas o l'appareil de mesure des fig. 1 et 2 est utilisé dans un thermostat programmable, le microprocesseur du thermostat est agencé de façon à appliquer une impulsion de tension entre les bornes d'alimentation 0,V+ du montage en pont de la fig. 1 pour lancer la mesure. A ce moment, le microprocesseur met aussi en marche deux compteurs (non représentés). Le premier compteur est destiné à compter le temps nécessaire pour que la tension V= aux bornes du condensateur C s'élève à la tension VTH- du thermistor, tandis que le second compteur compte le temps nécessaire pour que la tension V: aux bornes du condensateur C s'élève à la tension de référence VREF aux bornes de résistance R,. Visiblement, l'application de l'impulsion de tension au montage en pont par le microprocesseur déclenche la charge du condensateur. Lorsque la tension V= s'est élevée à un niveau produisant le changement du signal de sortie de l'un des comparateurs COMP, ou COMPk, ce signal de sortie changé est appliqué au compteur respectif pour l'arrêter. Ainsi, le signal de sortie du comparateur COMP, est appliqué au premier compteur qui retient donc un compte représentatif de la tension VTH, tandis que le changement du signal de sortie du second comparateur COMPz est appliqué au second compteur qui retient donc un compte représentatif de la tension VRfEF. On comprendra aisément que, comme le temps et par suite le compte sont proportionnels dans chaque cas à la tension appliquée, le compte est une grandeur sans dimension qui est indépendante de la tension appliquée et, par suite, d'éventuelles If the measuring device in fig. 1 and 2 is used in a programmable thermostat, the microprocessor of the thermostat is arranged so as to apply a voltage pulse between the supply terminals 0, V + of the bridge assembly of FIG. 1 to start the measurement. At this time, the microprocessor also turns on two counters (not shown). The first counter is intended to count the time necessary for the voltage V = across the capacitor C to rise to the voltage VTH- of the thermistor, while the second counter counts the time required for the voltage V: across the terminals of the capacitor C rises to the reference voltage VREF at the resistance terminals R ,. Obviously, the application of the voltage pulse to the bridge mounting by the microprocessor triggers the charging of the capacitor. When the voltage V = has risen to a level producing a change in the output signal from one of the comparators COMP, or COMPk, this changed output signal is applied to the respective counter to stop it. Thus, the output signal of the comparator COMP, is applied to the first counter which therefore retains an account representative of the voltage VTH, while the change of the output signal of the second comparator COMPz is applied to the second counter which therefore retains an account representative of the voltage VRfEF. It will easily be understood that, as time and consequently the count are proportional in each case to the applied voltage, the count is a dimensionless quantity which is independent of the applied voltage and, consequently, of possible
variations de l'alimentation.variations in diet.
De préférence, le microprocesseur du thermostat Preferably, the thermostat microprocessor
programmable forme un rapport des deux comptes retenus. programmable forms a report of the two accounts selected.
Cela donne un nombre qui est indépendant d'éventuelles variables du circuit, mais qui est une mesure de la tension VTH aux bornes de la thermistance R-rTH. Par conséquent, le rapport fournit une détermination de la température à laquelle la thermistance est soumise et il peut être utilisé dans le microprocesseur comme mesure de la température effective. Il va de soi que la manière par laquelle le rapport obtenu est utilisé par le logiciel du microprocesseur peut être choisie à volonté et elle n'est pas décrite ici de façon plus This gives a number which is independent of any variables in the circuit, but which is a measure of the voltage VTH across the terminals of the thermistor R-rTH. Therefore, the report provides a determination of the temperature to which the thermistor is subjected and it can be used in the microprocessor as a measure of the actual temperature. It goes without saying that the way in which the report obtained is used by the microprocessor software can be chosen at will and it is not described here in more detail.
détaillée.detailed.
il Alors que le circuit représenté sur la fig. 1 permet de déterminer des températures effectives, celui qui est représenté sur la fig. 3 rend possible une vérification du niveau de tension de la pile, par exemple du thermostat programmable. Dans la forme de réalisation de la fig. 3, une diode Zener Z fournit une tension de référence fixe VEF'. On comprendra aisément que la tension VrF', qui est établie aux bornes de la résistance Rz, est une tension réellement fixe. La tension V.TT, qui est prise à l'autre point du pont, est déterminée par les valeurs des résistances R, et R3 et par la tension appliquée au pont. Ainsi, si la tension appliquée aux bornes d'alimentation O,V* du montage en pont est la tension d'une pile, l'application des tensions V., V1e,' et V..r-TT produites aux points du pont à un circuit comparateur auquel sont associés des compteurs selon ce qui a été décrit précédemment en référence à la fig. 2 produira une détermination en ce qui concerne la tension de la pile. Celle-ci peut être utilisée par le microprocesseur du thermostat programmable, par exemple pour délivrer un signal While the circuit shown in FIG. 1 makes it possible to determine effective temperatures, that which is shown in FIG. 3 makes it possible to check the voltage level of the battery, for example of the programmable thermostat. In the embodiment of FIG. 3, a Zener diode Z supplies a fixed reference voltage VEF '. It will be readily understood that the voltage VrF ', which is established across the terminals of the resistor Rz, is a truly fixed voltage. The voltage V.TT, which is taken at the other point of the bridge, is determined by the values of the resistances R, and R3 and by the voltage applied to the bridge. Thus, if the voltage applied to the supply terminals O, V * of the bridge assembly is the voltage of a battery, the application of the voltages V., V1e, 'and V..r-TT produced at the points of the bridge to a comparator circuit with which counters are associated according to what has been described above with reference to FIG. 2 will produce a determination regarding the battery voltage. This can be used by the microprocessor of the programmable thermostat, for example to deliver a signal
d'avertissement si la tension de la pile tombe trop bas. warning if the battery voltage drops too low.
Les circuits particuliers représentés sur les dessins ne sont activés que lorsqu'une mesure doit être déterminée. Cela signifie qu'ils ne le seront que pendant un temps bref et que leur consommation de courant sera faible. Cela rend les circuits particulièrement adaptés à l'utilisation dans des applications o l'alimentation est assurée par des The particular circuits shown in the drawings are only activated when a measurement has to be determined. This means that they will only be used for a short time and that their current consumption will be low. This makes the circuits particularly suitable for use in applications where power is supplied by
piles.Battery.
Les circuits des fig. 1 et 3 sont représentés sous forme de circuits séparés et il est évidemment possible de les prévoir l'un et l'autre dans un seul thermostat programmable. Toutefois, pour cette application, il est préférable de ne prévoir qu'un seul circuit de mesure. A ce propos, on comprendra aisément que les deux branches du pont qui contiennent la diode Zener Z et la résistance R2 peuvent être simplement ajoutées à l'extrémité du circuit de la fig, 1, pour réaliser un appareil de mesure qui peut être utilisé à la demande pour fournir aussi bien des mesures de la température effective que des déterminations de la tension de la pile. Dans les formes de réalisation décrites et représentées, la tension de référence fixe est fournie par une diode Zener Z. Il va de soi que tout composant ou circuit approprié peut être utilisé. Lorsque les niveaux de tension sont bas, il est possible d'utiliser par exemple un dispositif à barrière de potentiel pour The circuits of fig. 1 and 3 are shown in the form of separate circuits and it is obviously possible to provide them both in a single programmable thermostat. However, for this application, it is preferable to provide only one measurement circuit. In this regard, it will be easily understood that the two branches of the bridge which contain the Zener diode Z and the resistor R2 can be simply added to the end of the circuit of fig, 1, to produce a measuring device which can be used at the demand to provide both effective temperature measurements and battery voltage determinations. In the embodiments described and shown, the fixed reference voltage is supplied by a Zener Z diode. It goes without saying that any suitable component or circuit can be used. When the voltage levels are low, it is possible to use for example a potential barrier device to
fournir la tension de référence fixe. provide the fixed reference voltage.
On comprendra aisément que les techniques de mesure décrites ci-dessus ne sont pas limitées dans leur application à l'emploi dans des thermostats programmables pour systèmes de chauffage central. Par exemple, l'appareil de mesure pour la détermination de la température peut être utilisé dans tous les cas o une détermination d'une différence de température est exigée. De plus, les possibilités d'application de l'appareil décrit sont plus larges que des mesures de la température ou de la tension d'une pile. Manifestement, le circuit et les techniques peuvent être utilisés dans tous les cas o il faut déterminer une grandeur qui peut être mise en une certaine relation avec la tension ou It will be readily understood that the measurement techniques described above are not limited in their application to use in programmable thermostats for central heating systems. For example, the measuring device for determining the temperature can be used in all cases where a determination of a temperature difference is required. In addition, the possibilities of application of the apparatus described are wider than measurements of the temperature or of the voltage of a battery. Obviously, the circuit and the techniques can be used in all the cases where it is necessary to determine a quantity which can be put in a certain relation with the tension or
d'autres caractéristiques d'un circuit électrique. other characteristics of an electrical circuit.
D'autres variantes et modifications peuvent être apportées à l'invention dans le cadre de la présente Other variants and modifications may be made to the invention in the context of the present
demande de brevet.patent application.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9422446A GB9422446D0 (en) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | Measuring apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2726645A1 true FR2726645A1 (en) | 1996-05-10 |
| FR2726645B1 FR2726645B1 (en) | 1997-09-05 |
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ID=10764013
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|---|---|---|---|
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Citations (4)
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| FR2257078A1 (en) * | 1974-01-03 | 1975-08-01 | Lebocey Industrie | Portable direct reading medical thermometer - has battery driven Wheatstone bridge with probe in one arm and galvanometer |
| US4231025A (en) * | 1979-11-01 | 1980-10-28 | Metritape, Inc. | Level and temperature readout and alarm system |
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1994
- 1994-11-07 GB GB9422446A patent/GB9422446D0/en active Pending
-
1995
- 1995-11-01 DE DE1995142385 patent/DE19542385A1/en not_active Withdrawn
- 1995-11-06 FR FR9513074A patent/FR2726645B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19542385A1 (en) | 1996-05-09 |
| FR2726645B1 (en) | 1997-09-05 |
| GB9422446D0 (en) | 1995-01-04 |
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