FR2751407A1 - Detecteur et procede permettant de detecter un seuil predetermine pour un parametre - Google Patents

Abstract

Un détecteur de seuil (2) permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre comprend un capteur (4) servant à produire un signal de sortie représentatif du paramètre, le signal de sortie (Vs) ayant un premier niveau lorsque le paramètre est sensiblement nul. Un circuit de combinaison (6) combine le signal de sortie du capteur (Vs) avec un signal variable produit par un générateur de signal (10) afin de produire un signal de combinaison (Vcomb). Un premier détecteur (14) détecte, lorsque le paramètre est sensiblement nul, le moment où le premier niveau du signal de sortie du capteur (Vs) combiné avec un niveau considéré du signal variable atteint une première référence prédéterminée (V0 ) et, à ce moment, le générateur de signal (10) fixe le niveau du signal variable sur le niveau considéré. Un deuxième détecteur (16) reçoit le signal de combinaison (Vcomb) comprenant le signal variable fixé sur le niveau considéré et le signal de sortie du capteur (Vs) et détecte le moment où le signal de combinaison (Vcomb) atteint une deuxième référence prédéterminée (V1 ), et, en réponse à cela, fournit une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint.

Description

La présente invention concerne un détecteur de seuil servant à détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre détecté par un capteur, ainsi qu'un procédé de détection d'un seuil prédéterminé pour un paramètre.

Des détecteurs de seuil ou des commutateurs et des capteurs sont de plus en plus utilisés dans le domaine industriel et sur le marché des appareils ménagers en vue d'applications telles que la détection du niveau d'eau dans les machines à laver la vaisselle et à laver le linge. Les techniques connues de détection du niveau d'eau font typiquement appel à des mesures de pression ou à des mesures de débit.

Par exemple, en ce qui concerne les lave-vaisselle, le niveau d'eau est ordinairement commandé par un commutateur de pression électromécanique.

Toutefois, la précision et la stabilité à long terme d'un tel commutateur sont médiocres. La quantité d'eau qui est ordinairement nécessaire dans un lavevaisselle est d'environ 5 l. En raison de la précision du commutateur de pression, cette quantité d'eau n'est pas ajustée avec une précision dépassant 1,5 à 21. Ceci peut amener des pertes d'eau et une plus grande consommation d'eau, sans pour autant améliorer la qualité du lavage de la vaisselle. Dans le pire cas, cette précision médiocre peut être la cause d'une inondation. Ce problème se pose moins avec les lave-linge, car une pression mesurée par 1 cm d'eau donne un volume d'eau 3 à 4 fois plus grand dans un lave-vaisselle que dans un lave-linge.

Pour surmonter ce problème, certains fabricants de lave-vaisselle utilisent un détecteur de seuil à débitmètre au lieu d'un commutateur de pression électromécanique. Le débitmètre fonctionne de la manière suivante. Lorsque la vanne admettant l'eau dans la machine est ouverte, l'eau passe dans une petite turbine. Une jauge à effet Hall, qui est installée dans cette turbine, est liée à un compteur numérique et mesure le débit d'eau. Le débitmètre calcule le temps pendant lequel la soupape doit être ouverte de façon à fournir la quantité d'eau attendue et il ne fournit pas une mesure directe de la quantité d'eau. Les débitmètres donnent une meilleure précision que le commutateur de pression électromécanique, mais ils comportent une partie mobile et sont beaucoup plus coûteux du fait de la présence de l'élément magnétique.

Il a également été proposé de mesurer le niveau d'eau dans des appareils ménagers au moyen d'un capteur piézorésistif au silicium, par exemple les capteurs MPX12 et MPX2010 commercialisés tous deux par la société Motorola,
Inc. Un exemple d'un tel système est décrit dans la demande de brevet français n 9509757.

Le capteur MPX 12 est un capteur non compensé et il est typiquement utilisé dans les machines à laver "haut de gamme", puisqu'il demande un traitement complexe des signaux, une mise sous forme numérique et une compensation logicielle et qu'il lui faut par conséquent un microrégisseur (MCU) haut de gamme coûteux. Un détecteur utilisant le MPX12 sera donc coûteux. Ce détecteur demande également une opération d'étalonnage que les fabricants d'appareils ménagers sont peu enclins à effectuer, car ils ne sont pas habitués à de semblables opérations et n'ont pas l'outillage adapté à cet effet.

Dans les applications à coût réduit, qui demandent que le niveau d'eau soit détecté à deux niveaux seulement, par exemple juste avant le lavage et le rin çage, il n'est généralement pas nécessaire de réaliser des mesures précises de la pression, et par conséquent du niveau d'eau, à tout moment. Par conséquent, l'utilisation d'un coûteux capteur MPX12 et d'un MCU haut de gamme n est pas adaptée à ces applications à coût réduit.

Le capteur MPX2010 est un capteur étalonné et compensé en température. Toutefois, les opérations d'étalonnage et de compensation de ce capteur ne sont pas suffisamment précises pour les intervalles de pression typiques qui sont nécessaires dans les applications des lave-vaisselle et des machines à laver le linge. En raison de l'importance du décalage du capteur et de la dérive du décalage du capteur par comparaison avec le signal utile aux faibles pressions, un détecteur comprenant un MPX2010 servant à détecter la pression dans l'appareil ménager et, par conséquent, le niveau d'eau demande encore un étalonnage. Puisque la dérive du décalage liée à température et la sensibilité ne sont pas linéaires, l'étalonnage nécessaire est complexe. De fait, cette solution est plus coûteuse que la solution consistant à utiliser un capteur non compensé et demande néanmoins une opération d'étalonnage non souhaitable.

Dans certaines nouvelles machines à laver le linge et certains lavevaisselle nouveaux, la commande du moteur s'effectue à l'aide d'un MCU à coût réduit, si bien qu'il serait souhaitable d'utiliser les broches non utilisées du MCU à coût réduit en combinaison avec un détecteur de seuil pour réaliser de nouvelles fonctions, comme la fonction consistant à détecter le niveau d'eau. Le commutateur de pression électromécanique pilote de façon directe une vanne et ne peut donc pas facilement être intégré dans un système électronique de commande de moiteur.

Pour les applications à coût réduit, un besoin existe donc pour un détecteur de seuil précis et peu coûteux ainsi que pour un procédé associé, permet tant de détecter au moins un niveau d'eau par détection d'un seuil de pression prédéterminé, que l'on peut commander au moyen d'un MCU à coût réduit et qui élimine le décalage et la dérive du décalage sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un étalonnage.

Selon l'invention, il est proposé un détecteur de seuil permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre, le détecteur de seuil comprenant:
un capteur servant à produire un signal de sortie représentatif du paramètre, le signal de sortie ayant un premier niveau lorsque le paramètre est sensiblement nul;
un circuit de combinaison couplé au capteur afin de combiner le signal de sortie du capteur avec un signal variable produit par un générateur de signal de façon à fournir un signal de combinaison, le générateur de signal servant à faire varier le niveau du signal variable lorsque le paramètre est sensiblement nul;
un premier détecteur couplé au circuit de combinaison afin de détecter lorsque le paramètre est sensiblement nul quand le premier niveau du signal de sortie du capteur combiné avec un niveau considéré du signal variable atteint une première référence prédéterminée, le générateur de signal étant conçu pour fixer le niveau du signal variable au niveau considéré en réponse au fait que le premier détecteur détecte que le signal de combinaison atteint la première référence prédéterminée ; et
un deuxième détecteur couplé au circuit de combinaison, permettant de recevoir le signal de combinaison comprenant le signal variable fixé au niveau considéré et le signal de sortie du capteur et permettant de détecter lorsque le signal de combinaison atteint une deuxième référence prédéterminée et, en réponse au fait que la deuxième référence prédéterminée a été atteinte, de produire une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint.

Ainsi, la présente invention peut détecter des seuils prédéterminés d'un paramètre, par exemple la pression, sans qu'il soit besoin d'effectuer un étalonnage.

En ajustant le signal de sortie du capteur à l'aide du signal variable sur une première référence prédéterminée à la pression nulle, on peut compenser ensuite le décalage sans qu'il soit besoin de déterminer la valeur réelle du décalage.

De préférence, le générateur de signal comprend un générateur de signal à modulation de largeur d'impulsion (PWM) servant à produire un signal
PWM ayant des impulsions de largeurs variables. Le générateur de signal PWM est conçu pour augmenter ou diminuer la largeur des impulsions du signal PWM lors que le paramètre est sensiblement nul jusqu'à ce que le premier détecteur ait détecté que le signal de combinaison a atteint la première référence prédéterminée.

Un filtre filtre le signal PWM afin de fournir le signal variable, le niveau du signal variable dépendant de la largeur de l'impulsion.

Un procédé permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre est également décrit selon l'invention.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages. Trois détecteurs de seuil selon l'invention ainsi qu'un procédé permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre vont maintenant être décrits, à titre d'exemple, en liaison avec les dessins annexés, parmi lesquels:
la figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié d'un premier détecteur de seuil selon l'invention;
la figure 2 est un organigramme montrant certaines des étapes d'un procédé permettant de détecter une pression de seuil prédéterminée selon l'invention à l'aide du premier détecteur de seuil présenté sur la figure 1
la figure 3 est un schéma fonctionnel simplifié d'un deuxième détecteur de seuil selon l'invention ; et
la figure 4 est un schéma fonctionnel simplifié d'un troisième détecteur de seuil selon l'invention.

On se reporte d'abord à la figure 1, qui montre un premier détecteur de seuil 2 selon un premier mode de réalisation de l'invention, lequel comprend un capteur 4 qui fournit à un circuit de combinaison 6 un signal de sortie de capteur
Vs représentatif du paramètre détecté par le capteur. Dans le mode de réalisation préféré, le capteur 4 est un capteur piézorésistif au silicium, par exemple le capteur
MPX2010 fabriqué par la société Motorola, Inc. Un tel capteur fournit des signaux de sortie différentiels qui sont amplifiés par un amplificateur différentiel 8 avec un gain approprié afin de fournir le signal de sortie de capteur Vs représentatif de la pression détectée par le capteur.

Le circuit de combinaison 6, qui peut être un simple additionneur ou soustracteur ou qui peut être intégré dans l'amplificateur différentiel 8, combine un signal variable, qui est produit par un générateur de signal 10 pouvant en faire varier le niveau, avec le signal de sortie de capteur Vs et fournit un signal de combinaison Vcomb à un premier détecteur 14 et à un deuxième détecteur 16. Le signal de combinaison Vcomb est donné par l'équation suivante:
Vcomb = Vs + AVo (1) où Vs = Voff + G.S.AP
Voff est le décalage du capteur 4
G est le gain de l'amplificateur différentiel
S est la sensibilité du capteur
AP est la pression à un instant donné.

Le premier détecteur 14 du mode de réalisation préféré comprend un premier comparateur 14 possédant une première entrée qui est couplée de façon à recevoir le signal de combinaison Vcomb et une deuxième entrée couplée de façon à recevoir une première référence de tension prédéterminée Vg. Le deuxième détecteur 16 du mode de réalisation préféré comprend un deuxième comparateur 16 possédant une première entrée couplée de façon à recevoir le signal de combinaison Vcomb et une deuxième entrée couplée de façon à recevoir une deuxième référence de tension prédéterminée V1. Les sorties des premier et deuxième comparateurs 14 et 16 sont couplées aux entrées d'une unité de traitement 18. De préférence, l'unité de traitement est un MCU à coût réduit, par exemple 68HC05K0, produit par la société Motorola, Inc.

On choisit la première référence de tension prédéterminée Vg de façon que le décalage du capteur puisse toujours être compensé. Ceci signifie que Vg est supérieure au produit G.S.Voffmax, où Voffmax est le plus grand des décalages possibles.

Lorsque le signal de combinaison Vcomb est égal à la première référence de tension prédéterminée Vg, la sortie du premier comparateur 14 possède un premier état logique, par exemple l'état logique "1". Sinon, le signal de sortie du premier comparateur 14 possède un deuxième état logique, à savoir l'état logique "0". La sortie du premier comparateur 14 est couplée à une entrée du MCU 18 et fournit au MCU 18 une indication lorsque le signal de combinaison est égal à Vg.

Lorsque le signal de combinaison Vcomb est égal à la deuxième référence de tension prédéterminée V1, la sortie du deuxième comparateur 16 présente le premier état logique, à savoir l'état logique "1". Sinon, la sortie du deuxième comparateur 16 possède le deuxième état logique, à savoir l'état logique "0". La sortie du deuxième comparateur 16 est couplée à une entrée du MCU 18 et fournit à celui-ci une indication lorsque le signal de combinaison Vcomb est égal à V1.

Dans le mode de réalisation préféré, le générateur de signal 10 appartient au MCU à coût réduit 18 et produit un signal modulé en largeur d'impulsion
PMW, possédant des impulsions de largeurs variables. Le signal PMW est filtré par un filtre passe-bas 12 de manière à fournir un signal continu analogique dont le niveau dépend de la largeur de l'impulsion PWM. Ainsi, lorsque la largeur de l'impulsion varie, le niveau du signal variable présent sur la sortie du filtre 12 varie. De préférence, le MCU produit le signal PWM au moyen d'un programme logiciel avec un rapport cyclique croissant lorsque la largeur des impulsions PWM augmente. Selon une autre possibilité, le générateur de signal 10 peut être un convertisseur numérique-analogique commandé par le MCU 18.

On va maintenant décrire le fonctionnement du premier détecteur de seuil 2, en liaison avec les figures 1 et 2, et à titre d'exemple dans le contexte d'une utilisation comme capteur de niveau d'eau dans une machine à laver. La figure 2 est un organigramme montrant le fonctionnement du détecteur de seuil 2 selon l'invention.

Le premier détecteur de seuil 2 est utilisé pour détecter le moment où le niveau d'eau dans la machine à laver se trouve à un niveau prédéterminé. On sait que ce niveau prédéterminé correspond à une pression P prédéterminée.

Le fonctionnement commence à l'étape 22, lorsqu'il n'y a pas d'eau dans la machine à laver et que, par conséquent, la pression est nulle dans la machine à laver. Le rapport cyclique du signal PWM produit par le générateur de signal 10 est nul (étape 24) de sorte que le niveau du signal variable est initialement nul. Ensuite, à l'étape 26, le signal de sortie du premier comparateur 14 est lu par le MCU 18 afin qu'il soit déterminé s'il s'agit d'un niveau logique "1" ou d'un niveau logique "0". Du fait du décalage du capteur 4, lorsque la pression est sensiblement nulle, le signal de sortie du capteur n'est pas nul et se trouve à un premier niveau. En d'autres termes, ce premier niveau équivaut au décalage du capteur.

lorsque le signal de sortie du premier comparateur 14 est déterminé être un niveau logique "0", le générateur de signal 10 augmente la largueur des impulsions PWM en augmentant le facteur cyclique, comme indiqué à l'étape 30.

De cette manière, le générateur de signal 10 augmente le niveau du signal variable présent à la sortie du filtre 12, lequel signal est ensuite combiné, par le circuit de combinaison 6, avec le signal de sortie du capteur. Le niveau du signal variable augmente par degrés.

Le niveau du signal variable augmente jusqu'à ce que le signal de sortie du premier comparateur 14 soit déterminé comme étant un niveau "1", lorsque le signal de combinaison Vcomb est égal à la première tension de référence pré déterminée Vg. Le niveau du signal variable, qui est la largeur des impulsions
PWM, est ensuite fixé à ce niveau AVo (étape 32), et l'équation suivante est satisfaite:
Vcomb = Vg = Voff + /tVo (2)
A l'étape 34, la vanne d'admission d'eau (non représentée) s'ouvre pour permettre à l'eau d'entrer dans le tambour de la machine à lave Lorsque l'eau entre dans la machine à laver, la pression détectée par le capteur 4 augmente de sorte que le niveau du signal de sortie du capteur augmente. Le signal de combinaison
Vcomb produit par le circuit de combinaison 6 comprend le signal variable ayant le niveau fixe AVo et le signal de sortie du capteur Vs et il augmente donc lorsque la pression augmente.

La deuxième référence de tension prédéterminée V1 est fixée selon l'équation suivante:
V1 =Voff+ G.S.P+ AV0 (3) où P est la pression correspondant au niveau d'eau à détecter.

Dans l'équation (3), le terme G.S.P est un signal de seuil représentatif du seuil prédéterminé de pression P à détecter.

En portant l'équation (2) dans l'équation (3) et dans l'équation (1), on obtient V1 donné par:
V1 = Vg + G.S.P (4) et Vcomb donné par:
Vcomb = Vg + G.S.AP (5)
Ainsi, en déterminant le moment où le signal de combinaison Vcomb est égal à V1, il est possible de déterminer le moment où la pression prédéterminée
P (et par conséquent le niveau d'eau voulu) est atteinte, c'est-à-dire lorsque
AP=P.

Le signal de sortie du deuxième comparateur 16 est lu par le MCU 18 afin qu'il soit déterminé s'il s'agit d'un niveau logique "1" ou d'un niveau logique "0", à l'étape 36. Le MCU 18 surveille de façon continue la sortie du deuxième comparateur 16 jusqu'à ce que la sortie du deuxième comparateur 16 passe du niveau logique "0" au niveau logique "1", à l'étape 38. Le signal de sortie du deuxième comparateur 16 est à un niveau logique "1" lorsque le signal de combinaison est égal à V1. Ainsi, lorsque le signal de sortie du deuxième comparateur 16 commute au niveau logique "1", ce signal de sortie fournit une indication du fait que le niveau d'eau voulu a été atteint. Le MCU 18 agit alors en conséquence et ferme la vanne d'admission d'eau, à l'étape 40. Le MCU 18 peut répondre d'une autre manière, par exemple en produisant une alarme ou une indication visuelle.

Lorsqu'un seul niveau d'eau prédéterminé doit être détecté, le procédé s'arrente là. On comprendra toutefois que, en ajoutant d'autres détecteurs ou comparateurs ayant des références de tension prédéterminées différentes à comparer avec le signal de combinaison, on peut facilement modifier le détecteur de seuil selon l'invention de façon qu'on puisse détecter un certain nombre de pressions différentes, c'est-à-dire de niveaux d'eau.

Dans un deuxième mode de réalisation, au lieu d'utiliser un comparateur respectif pour chaque seuil prédéterminé, ou niveau d'eau prédéterminé, un deuxième détecteur de seuil 46 selon l'invention utilise un unique comparateur 44, comme représenté sur la figure 3. Les composants analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Le comparateur 44 agit de la même manière que les premier et deuxième comparateurs 14 et 16. Un commutateur 42, fonctionnant sous commande du MCU 18, peut commuter sur des tensions de référence prédéterminées différentes Vg, V1, V2, V3 correspondant aux différentes pressions et aux différents niveaux d'eau, aux moments appropriés.

On se reporte maintenant à la figure 4, qui montre un troisième détecteur de seuil 48 selon un troisième mode de réalisation de l'invention, lequel est analogue au premier détecteur de seuil 2 et au deuxième détecteur de seuil 46, les composants identiques étant désignés par les mêmes numéros de référence. Le troisième détecteur de seuil 48 comprend toutefois un comparateur 50 qui possède une première entrée couplée de façon à recevoir le signal de combinaison Vcomb de la part du circuit de combinaison 6 et une deuxième entrée couplée de façon à recevoir la première référence de tension prédéterminée Vg, où Vg est donnée par l'équation (2) ci-dessus.

Lorsque la pression détectée par le capteur 4 est nulle, le générateur de signal 10 produit le signal variable, lequel est de préférence un signal PWM, ayant des impulsions de largeurs variables, et il fait varier la largeur des impulsions
PWM jusqu'à ce que le signal de combinaison Vcomb soit égal à la première référence de tension prédéterminée Vg, comme expliqué de manière détaillée cidessus en liaison avec le premier détecteur de seuil 2. Dès que le niveau AVo du signal variable assurant que Vcomb est égal à Vg a été déterminé, ce niveau est fixé. Dans le troisième détecteur de seuil 48, un signal de seuil représentatif de la pression de seuil prédéterminée P à détecter est produit. Ce signal de seuil correspond à G.S.P, où P est la pression correspondant au niveau d'eau à détecter, et est soustrait du niveau fixe AVo de façon que le signal de combinaison Vcomb venant des équations (1) et (2) devienne:
Vcomb = Vg + G.S.AP - G.S.P (6) où P est la pression correspondant au niveau d'eau à détecter
AP est la pression à un moment donné.

Lorsque la pression détectée par le capteur 4 atteint la pression de seuil prédéterminée P, on a AP = P et Vcomb = Vg. En d'autres termes, en déterminant le moment où le signal de combinaison Vcomb est égal à Vg pour une pression non nulle, le troisième détecteur de seuil 48 peut déterminer le moment où la pression de seuil prédéterminée P, et par conséquent le niveau d'eau prédéterminé, est atteint, à l'aide du comparateur 50.

Ainsi, le troisième détecteur de seuil 48 agit de la même manière que le premier détecteur de seuil 2 et le deuxième détecteur de seuil 46, mais évite l'emploi obligatoire de comparateurs supplémentaires ou de références de tension supplémentaires en soustrayant le produit G.S.P du niveau fixe AVo pour les mesures de pression non nulles. Cette soustraction peut être effectuée de manière simple sous commande du MCU 18, par exemple à l'aide d'un programme de logiciel.

Dans le mode de réalisation préféré, dès que le niveau fixé AVo a été déterminé, le générateur de signal 10 est en mesure de fournir un signal PWM dont les impulsions ont une largeur qui, après filtrage par le filtre 12, produit un signal ayant le niveau AV1 suivant:
AV1 = AVo - G.S.P (7)
Si l'on souhaite que d'autres pressions prédéterminées différentes soient détectées, le générateur de signal peut produire un certain nombre de signaux fixes ayant le niveau AVo - G.S.Pi, où Pi correspond à la pression respective parmi les pressions prédéterminées à détecter.

La précision d'ajustement du décalage des modes de réalisation préférés est limitée par la résolution de la modulation de la largeur d'impulsion (PWM) et par le taux de réjection de la fréquence PWM. Toutefois, le générateur de signal 10 (ou le programme de logiciel) peuvent être conçus de façon que la fréquence de modulation en largeur d'impulsion soit suffisamment élevée pour assurer un bon taux de réjection après le filtre 12 et que la résolution de la modulation de largeur d'impulsion soit suffisamment élevée pour assurer une bonne résolution du signal variable. Par exemple, une modulation de largeur d'impulsion d'une résolution de 8 bits et d'une fréquence de 3 kHz après filtrage par un filtre ayant une fréquence de coupure de 10 Hz assure une bonne réjection de la fréquence de modulation de largeur d'impulsion.

Par conséquent, on comprendra que les premier, deuxième et troisième détecteurs de seuil 2, 46 et 48 selon l'invention peuvent détecter des seuils prédéterminés pour un paramètre, qui, dans le cas précédent, est la pression, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un étalonnage. En ajustant le signal de sortie du capteur à l'aide du signal variable sur une référence prédéterminée Vg pour la pression nulle, on peut compenser ensuite le décalage sans qu'il soit nécessaire de déterminer la valeur réelle du décalage.

Puisque 2 ou 3 signaux d'entrée ou de sortie numériques seulement sont nécessaires, l'invention peut être mise en oeuvre au moyen du MCU le plus simplifié et le moins cher. De plus, un petit nombre seulement de composants extemes, de coût réduit, sont nécessaires pour mettre en oeuvre le détecteur de seuil selon l'invention. Par conséquent, l'invention peut facilement être intégrée dans un système de commande de moteur à coût réduit.

Un autre avantage de l'invention est que ce coût est inférieur à celui d'un débitmètre de mesure du débit d'eau.

Un avantage supplémentaire de l'invention est que le détecteur est adapté à la tension d'alimentation et ne demande pas une tension d'alimentation régulée.

La précision du détecteur de seuil de l'invention est définie par les variations de la sensibilité d'un dispositif à un autre, par la dérive de la sensibilité et par la précision sur Vg et V1. Par conséquent, la précision du détecteur est d'environ 5 % de la valeur voulue avec des résistances à 1 %. La précision du détecteur de seuil est meilleure que celle du commutateur de pression électromécanique.

L'invention a été décrite en relation avec un détecteur de seuil de pression. On aura toutefois compris que l'invention peut s'appliquer à un détecteur de seuil permettant de détecter un seuil prédéterminé d'un paramètre quelconque, comme la pression, la vitesse, la température, des concentrations chimiques particulières, et qu'elle n'est pas limitée à la seule détection de la pression.

Puisque le dispositif de l'invention ne calcule pas le décalage réel du capteur, mais ajuste le signal de sortie du capteur sur une première référence de tension prédéterminée fixe et connue Vg lorsque la pression est nulle, l'invention peut être avantageusement mise en oeuvre avec des capteurs qui présentent une grande dérive du décalage, comme les capteurs de pression, les accéléromètres, les capteurs chimiques.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil et du procédé dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Détecteur de seuil (2) permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre, le détecteur de seuil étant caractérisé en ce qu'il comprend:

un capteur (4) servant à produire un signal de sortie (Vs) représentatif du paramètre, le signal de sortie ayant un premier niveau lorsque le paramètre est sensiblement nul;

un circuit de combinaison (6) couplé au capteur afin de combiner le signal de sortie du capteur avec un signal variable produit par un générateur de signal (10) de façon à fournir un signal de combinaison (Vcomb), le générateur de signal servant à faire varier le niveau du signal variable lorsque le paramètre est sensiblement nul;

un premier détecteur (14) couplé au circuit de combinaison afin de détecter, lorsque le paramètre est sensiblement nul, quand le premier niveau du signal de sortie du capteur combiné avec un niveau considéré (AVo) du signal variable atteint une première référence prédéterminée (vu), le générateur de signal étant conçu pour fixer le niveau du signal variable au niveau considéré en réponse au fait que le premier détecteur détecte que le signal de combinaison atteint la première référence prédéterminée; et

un deuxième détecteur (16) couplé au circuit de combinaison, afin de recevoir le signal de combinaison comprenant le signal variable fixé au niveau considéré (AVo) et le signal de sortie du capteur (Vs) et afin de détecter quand le signal de combinaison atteint une deuxième référence prédéterminée (V1) et, en réponse au fait que la deuxième référence prédéterminée a été atteinte, de produire une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint.

2. Détecteur de seuil (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième référence prédéterminée (V1) est égale à la somme de la première référence prédéterminée (Vo) et d'un signal de seuil (G.S.P.) représentatif du seuil prédéterminé du paramètre.

3. Détecteur de seuil (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier détecteur comprend un premier comparateur (14) qui possède une première entrée destinée à recevoir le signal de combinaison (Vcomb) et une deuxième entrée destinée à recevoir la première référence prédéterminée (Vo), le premier comparateur (14) servant à produire un signal de sortie qui possède un premier état lorsque le niveau du signal de combinaison est sensiblement égal à la première référence prédéterminée (Vo) et servant à produire un signal de sortie possédant un deuxième état dans les autres cas,

le générateur de signal (10) servant à augmenter ou diminuer le niveau du signal variable lorsque le signal de sortie du comparateur (14) présente le deuxième état, et servant à fixer le signal variable sur le niveau considéré (AVo) en réponse au fait qu'un signal de sortie du comparateur (14) possédant le premier état a été reçu.

4. Détecteur de seuil (46) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième détecteur comprend le premier comparateur (44) et un commutateur (42) couplé à la deuxième entrée du premier comparateur afin de faire commuter la deuxième entrée du premier comparateur de la première référence prédéterminée (Vo) à la deuxième référence prédéterminée (V1), où, lorsque la deuxième entrée du premier comparateur est couplée à la deuxième référence prédéterminée (V1), le signal de sortie du comparateur, commutant du deuxième état au premier état, fournit une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint.

5. Détecteur de seuil (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième détecteur comprend un deuxième comparateur (16) qui possède une première entrée servant à recevoir le signal de combinaison (Vcomb) et une deuxième entrée servant à recevoir la deuxième référence prédéterminée (V1), le deuxième comparateur (16) servant à produire un signal de sortie qui possède un premier état lorsque le niveau du signal de combinaison est sensiblement égal à la deuxième référence prédéterminée (V1) et servant à produire un signal de sortie ayant un deuxième état dans les autres cas, où le signal de sortie du comparateur (16), commutant du deuxième état au premier état, fournit une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint.

6. Détecteur de seuil (48) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième référence prédéterminée est égale à la première référence prédéterminée (Vo) et où le générateur de signal (10) est conçu pour produire et fournir au circuit de combinaison (6) un signal de seuil représentant le seuil prédéterminé du paramètre, de sorte que le signal de combinaison, lorsque le paramètre n'est pas nul, comprend le signal de seuil (G.S.P.) soustrait du signal de sortie du capteur (Vs), additionné au signal variable fixé au niveau considéré (AV0).

7. Détecteur de seuil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le générateur de signal comprend:

un générateur de signal PWM (10) servant à produire un signal PWM, ayant des impulsions de largeurs variables, le générateur de signal PWM étant conçu pour augmenter ou diminuer la largeur des impulsions du signal PWM lorsque le paramètre est sensiblement nul jusqu'à ce que le premier détecteur (14) détecte que le signal de combinaison a atteint la première référence prédéterminée (Vo);et

un filtre (12) servant à filtrer le signal PWM afin de produire le signal variable, le niveau du signal variable dépendant de la largeur d'une impulsion.

8. Détecteur de seuil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le capteur comprend un capteur piézorésistif (4).

9. Procédé permettant de détecter un seuil prédéterminé pour un paramètre, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes:

produire un signal de sortie (Vs) représentatif du paramètre, le signal de sortie ayant un premier niveau lorsque le paramètre est sensiblement nul;

combiner, lorsque le paramètre est sensiblement nul, le signal de sortie du capteur (Vs) avec un signal variable afin de produire un premier signal de combinaison (Vcomb);

faire varier le niveau du signal variable jusqu'à ce que le premier niveau du signal de sortie du capteur (Vs), combiné avec un niveau considéré (d Vg) du signal variable, atteigne une première référence prédéterminée (Vo);

fixer le niveau du signal variable au niveau considéré (AVo);

combiner, lorsque le paramètre n'est pas nul, le signal de sortie du capteur (Vs) avec le signal variable fixé au niveau considéré (AVo) afin de produire un deuxième signal de combinaison (Vcomb) ; et

détecter le moment où le niveau du deuxième signal de combinaison atteint une deuxième référence prédéterminée (V1); et

produire une indication du fait que le seuil prédéterminé du paramètre a été atteint en réponse au fait qu'il a été détecté que le deuxième signal de combinaison (Vcomb) a atteint la deuxième référence prédéterminée (V1).

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la deuxième référence prédéterminée (V1) est égale à la somme de la première référence prédéterminée (Vo) et d'un signal de seuil (G.S.P) représentatif du seuil prédéterminé du paramètre.