FR2817351A1 - Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration - Google Patents
Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration Download PDFInfo
- Publication number
- FR2817351A1 FR2817351A1 FR0015265A FR0015265A FR2817351A1 FR 2817351 A1 FR2817351 A1 FR 2817351A1 FR 0015265 A FR0015265 A FR 0015265A FR 0015265 A FR0015265 A FR 0015265A FR 2817351 A1 FR2817351 A1 FR 2817351A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- thermal
- acceleration
- temperature
- electrical
- thermal sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/006—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses
- G01P15/008—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses by using thermal pick-up
Abstract
L'invention concerne la mesure thermique d'une accélération/ vitesse/ position/ inclinaison en mettant en oeuvre : un volume prédéterminé de fluide (F) enfermé dans une enceinte close (E); des moyens (Bc) de chauffage du fluide; au moins un capteur thermique (Bt1 , Bt2 ) dans le fluide, écarté des moyens de chauffage (Bc) et délivrant un signal électrique variant avec la température; et un circuit électrique (1) pour mesurer les variations du signal électrique de sortie du capteur. Selon l'invention, on modifie la température mesurée par le capteur thermique de façon à compenser la variation de température due à l'accélération à mesurer (gamma); on mesure (M1 , M2 ) la puissance nécessitée par la compensation thermique; et, sur la base d'un étalonnage préalable faisant correspondre biunivoquement la puissance de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération, on détermine la valeur de l'accélération à mesurer (gamma).
Description
<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE THERMIQUE D'UNE ACCELERATION
La présente invention concerne des perfectionnements apportés dans le domaine de la mesure thermique d'une accélération.
La présente invention concerne des perfectionnements apportés dans le domaine de la mesure thermique d'une accélération.
On connaît déjà, par exemple d'après les documents US-A-5 581 034 et EP-A-0 664 456, des dispositifs de mesure du type considéré, couramment dénommés"accéléromètres thermiques"ou"accéléromètres convectifs", étant connu que les dispositifs de ce type permettent de détecter non seulement l'accélération, mais aussi la vitesse et/ou la position et/ou l'inclinaison d'un corps duquel le dispositif est solidaire. De tels dispositifs mettent en oeuvre les moyens suivants : - un volume prédéterminé de fluide (un gaz) enfermé dans une enceinte (une capsule) close de façon étanche ; - des moyens de chauffage dudit fluide, notamment constitués sous forme d'au moins un fil formant résistance électrique disposé au sein du fluide ; - au moins un capteur thermique disposé au sein du fluide en étant écarté des moyens de chauffage, ledit capteur thermique possédant une grandeur électrique (notamment sa résistance électrique, le capteur thermique étant constitué sous forme d'un fil résistif) qui varie avec la température ; et - un circuit électrique de mesure (par exemple un pont de
Wheatstone) dans lequel est inclus ledit capteur thermique pour que les variations de sa grandeur électrique soient mesurées.
Wheatstone) dans lequel est inclus ledit capteur thermique pour que les variations de sa grandeur électrique soient mesurées.
La mesure de ladite valeur de la grandeur électrique du capteur variable en fonction de la température permet de connaître la valeur de l'accélération, à partir
<Desc/Clms Page number 2>
d'un étalonnage préalable ayant établi une correspondance biunivoque entre la valeur de l'accélération à mesurer et la température détectée par le capteur thermique.
Le principe fondamental de fonctionnement de tels capteurs est explicité dans les deux documents précités.
La mise en oeuvre de tels capteurs s'effectue actuellement selon un fonctionnement analogique en mode ouvert, qui présente l'inconvénient d'être insuffisamment précis et insuffisamment rapide pour certaines applications.
L'invention a donc pour but de proposer une mise en oeuvre de ces dispositifs, connus dans leur conception de base, qui permette d'atteindre des vitesses de fonctionnement plus élevées ainsi qu'une plus grande précision dans la représentation de l'accélération à mesurer, et notamment qui permette à cette fin de mettre en oeuvre un matériel numérique plus performant que le matériel analogique.
L'invention, selon un premier de ses aspects, propose un procédé de mesure thermique d'une accélération mettant en oeuvre : un volume prédéterminé de fluide enfermé dans une enceinte close ; des moyens de chauffage dudit fluide ; au moins un capteur thermique disposé au sein du fluide en étant écarté desdits moyens de chauffage, ledit capteur thermique étant propre à délivrer un signal électrique qui varie avec la température ; et un circuit électrique dans lequel est inclus ledit capteur thermique pour mesurer les variations de son signal électrique de sortie, lequel procédé, étant conforme à l'invention, se caractérise en ce que
<Desc/Clms Page number 3>
- on modifie la température mesurée par le capteur thermique de façon à compenser la variation de température due à l'accélération à mesurer, - on mesure la puissance nécessitée par ladite compensation thermique, - et, sur la base d'un étalonnage préalable ayant établi une correspondance biunivoque entre ladite puissance de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération, on détermine la valeur de l'accélération à mesurer.
Il est possible que le capteur thermique soit une jonction thermoélectrique (thermocouple) et l'on mesure alors la différence de potentiel aux bornes de ladite jonction thermoélectrique.
Il est également possible que le capteur thermique soit un organe conducteur électrique résistif, tel qu'un fil ou une piste imprimée, dont la résistance varie avec la température.
De façon avantageuse, la température à laquelle est soumise le capteur étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération, la modification précitée de la température détectée par le capteur thermique est obtenue en mettant en oeuvre des moyens de chauffage auxiliaires. Mais, à titre de variante, il est également possible de prévoir que, la température à laquelle est soumise le capteur thermique, constitué sous forme d'un fil résistant, étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération, la modification précitée de la température détectée par le capteur thermique est obtenue en faisant traverser ledit capteur par un courant électrique dont on fait varier l'intensité efficace.
Quelle que soit la solution retenue, la mise en oeuvre du procédé de l'invention s'effectue selon un
<Desc/Clms Page number 4>
fonctionnement en boucle qui procure une meilleure linéarité de la courbe de réponse et qui conduit ainsi à une mesure plus fiable de l'accélération.
En outre, il devient possible d'avoir recours à une solution numérique qui met en oeuvre un processus de mesure avec bouclage procurant une meilleure linéarisation et une augmentation de la bande passante, afin de délivrer une valeur plus précise de l'accélération à mesurer. En particulier, pour adapter les conditions du chauffage de compensation par modification de l'intensité efficace du courant, on peut prévoir que la modification de température est obtenue en faisant varier la largeur d'impulsions d'un signal électrique impulsionnel de chauffage, et on mesure alors l'intensité efficace instantanée de ce courant impulsionnel de chauffage. Ou bien encore, selon une solution préférée en pratique en raison de sa simplicité technologique de mise en oeuvre avec les moyens électroniques performants actuellement disponibles, on prévoit que la modification de température est obtenue en faisant varier le nombre d'impulsions par unité de temps d'un signal électrique impulsionnel de chauffage, et on mesure alors la puissance de chauffage (représentative de l'accélération) par un simple comptage des impulsions et on mesure la quantité de chaleur (représentative de l'accroissement de vitesse) par comptage du nombre cumulé des impulsions.
Dans un exemple de mise en oeuvre possible du procédé de l'invention, on dispose de deux moyens de chauffage auxiliaires associés fonctionnellement respectivement à deux capteurs thermiques agencés sensiblement parallèlement l'un à l'autre. Dans un autre exemple de mise en oeuvre possible, on dispose de deux capteurs thermiques agencés sensiblement parallèlement l'un à
<Desc/Clms Page number 5>
l'autre et chaque capteur thermique est traversé par un signal électrique de chauffage, notamment impulsionnel, chaque capteur constituant alors les susdits moyens de chauffage pour l'autre capteur thermique.
Selon un second de ses aspects, l'invention propose un dispositif de mesure thermique d'une accélération, comprenant : - une enceinte hermétiquement close renfermant un fluide, - des moyens de chauffage dudit fluide, - au moins un capteur thermique disposé à l'intérieur de l'enceinte au sein du fluide et écarté desdits moyens de chauffage, ledit capteur thermique étant propre à délivrer un signal électrique qui varie avec la température, - et un circuit électrique de mesure dans lequel est inclus ledit capteur thermique et propre à détecter les variations de son signal électrique de sortie, lequel dispositif, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise en ce qu'il comprend en outre : des moyens d'alimentation électrique placés sous la dépendance dudit circuit électrique de mesure et raccordés à des moyens de modification de température propres à modifier la température mesurée par le capteur thermique de façon à compenser la variation de température due à l'accélération à mesurer, des moyens de mesure de la puissance électrique nécessitée par ladite compensation thermique, et des moyens de correspondance biunivoque entre ladite puissance électrique de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération permettant de déduire la valeur de l'accélération à mesurer.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans un mode de réalisation possible, le capteur thermique est une jonction thermoélectrique et le susdit signal électrique de sortie du capteur thermique est la différence de potentiel aux bornes de la jonction thermoélectrique.
Dans un autre mode de réalisation possible, le capteur thermique est un organe conducteur électrique résistif, tel qu'un fil ou une piste imprimée, dont la résistance électrique varie avec la température.
On peut prévoir que les moyens de modification de la température mesurée par le capteur sont constitués soit par des moyens de chauffage auxiliaires, soit par le capteur thermique lui-même dans lequel la variation de température est obtenue par une variation de l'intensité efficace d'un courant électrique le traversant.
On peut très avantageusement mettre en oeuvre des techniques numériques en prévoyant que les susdits moyens d'alimentation électrique sont des moyens générateurs d'impulsions à largeur variable et que les moyens de mesure de la puissance de compensation thermique détectent l'intensité efficace instantanée dudit courant ; ou bien encore en prévoyant de préférence que les susdits moyens d'alimentation électrique sont des moyens générateurs d'impulsions en nombre variable par unité de temps et que les moyens de mesure de la puissance électrique nécessitée par ladite compensation thermique (représentative de l'accélération) sont des moyens de comptage des impulsions délivrées par lesdits moyens générateurs et que, si nécessaire, des moyens de mesure de la quantité de chaleur (représentative de l'accroissement de vitesse) sont des moyens de comptage du nombre cumulé des impulsions.
La constitution pratique de la partie sensible du dispositif agencé conformément à l'invention peut donner
<Desc/Clms Page number 7>
lieu à de multiples variantes, selon le nombre des composants et la fonction qu'ils assurent, comme cela est illustré par les quelques exemples suivants : a) le dispositif peut comporter : - un moyen de chauffage, - deux capteurs thermiques disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre du moyen de chauffage et connectés audit circuit électrique de mesure, -et deux moyens de chauffage auxiliaires disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre des capteurs thermiques et connectés auxdits moyens d'alimentation électrique destinés au chauffage de compensation b) le dispositif peut comporter : - un moyen de chauffage, et - deux capteurs thermiques disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre du moyen de chauffage et connectés audit circuit électrique de mesure, d'une part, et auxdits moyens d'alimentation électrique destinés au chauffage de compensation, d'autre part c) le dispositif peut comporter - deux capteurs thermiques qui sont connectés à des moyens d'alimentation électrique propres à faire de chaque capteur un moyen de chauffage pour l'autre capteur et également qui sont connectés audit circuit électrique de mesure, -et deux moyens de chauffage auxiliaire disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre des deux capteurs thermiques et connectés auxdits moyens d'alimentation électrique destinés au chauffage de compensation.
<Desc/Clms Page number 8>
d) le dispositif peut comporter deux capteurs thermiques qui sont connectés, d'une part, à des moyens d'alimentation électrique impulsionnelle propres à assurer le chauffage principal et le chauffage de compensation par variation de l'intensité efficace des impulsions de courant, et qui sont connectés également audit circuit électrique de mesure.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma synoptique illustrant un mode de réalisation possible d'un dispositif de mesure conforme à l'invention ; - la figure 2 est un schéma synoptique illustrant un autre mode de réalisation possible, préféré, d'un dispositif de mesure conforme à l'invention ; et - les figures 3 à 5 sont des schémas synoptiques illustrant, à titre d'exemples, des variantes de réalisation du dispositif de la figure 2.
Le dispositif de mesure illustré à la figure 1, destiné à la mesure thermique d'une accélération (et/ou d'une vitesse et/ou d'une position et/ou d'une inclinaison) du corps duquel il est solidaire, est défini autour d'un dispositif capteur dit"capteur thermique"ou "capteur convectif".
Un tel dispositif capteur, déjà connu dans sa conception de base, comporte principalement : une enceinte hermétiquement close, formant une capsule renfermant un fluide gazeux,
<Desc/Clms Page number 9>
des moyens de chauffage pour chauffer ce fluide, lesdits moyens de chauffage pouvant être constitués sous forme d'un organe conducteur électrique résistif (par exemple réalisé par un fil ou filament résistif ou par une piste conductrice résistive imprimée sur un support isolant), au moins un capteur thermique disposé à l'intérieur de l'enceinte au sein du fluide en étant écarté des moyens de chauffage, ledit capteur thermique étant propre à délivrer un signal électrique qui varie avec la température.
Le dispositif capteur ainsi constitué en forme de capsule est muni de broches auxquelles sont raccordés les fils de liaison aux moyens de chauffage et aux capteurs thermiques et, étant par exemple implanté sur une plaque à circuits imprimés, il est connecté, d'une part, à un circuit d'alimentation propre à alimenter les moyens de chauffage et, d'autre part, à un circuit de mesure (par exemple un pont de Wheatstone) propre à détecter une différence entre les signaux de sortie des deux capteurs thermiques, différence inhérente à un déséquilibre du chauffage des deux capteurs thermiques causé par un déplacement du fluide dans l'enceinte sous l'action d'un phénomène extérieur tel qu'une accélération.
Chaque capteur thermique peut être constitué par une jonction thermoélectrique (ou thermocouple) et le signal électrique de sortie du capteur thermique est alors la différence de potentiel aux bornes de la jonction thermoélectrique. Chaque capteur thermique peut aussi être constitué par un organe conducteur électrique résistif dont la résistance varie en fonction de la température,
<Desc/Clms Page number 10>
cet organe pouvant être un fil ou filament ou une piste conductrice imprimée sur un support isolant.
Sur la figure 1, ont été représentés à titre d'exemple un fil de chauffage Bc et deux fils capteurs thermiques Bti et Bt2 disposés symétriquement de part et d'autre du fil Bc, les moyens d'alimentation électrique raccordés au fil de chauffage principal Bc n'étant pas montrés pour ne pas alourdir le dessin.
Conformément à l'invention, on prévoit de mesurer le déséquilibre thermique, dû à l'accélération, entre les deux capteurs Bti et Bt2 en modifiant la température d'un des capteurs Bt, ou Bt2 jusqu'à obtention de l'équilibre thermique (compensation de température), de détecter la quantité de chaleur échangée en comptabilisant la puissance électrique qui a été nécessaire pour parvenir à cet équilibre thermique, et de déduire, à partir de la mesure de cette puissance électrique, la valeur de l'accélération à partir d'un étalonnage préalable ayant établi une correspondance biunivoque entre ladite puissance électrique de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération.
A cette fin, on adjoint aux capteurs thermiques des moyens de chauffage auxiliaire constitués par deux
fils chauffants supplémentaires Bri et Br2 disposés de part et d'autre des capteurs thermiques Bti et Bt2, le fil de réaction Bri étant disposé en regard du fil Bt2 et le fil de réaction Br2 étant disposé en regard du fil Bt1.
fils chauffants supplémentaires Bri et Br2 disposés de part et d'autre des capteurs thermiques Bti et Bt2, le fil de réaction Bri étant disposé en regard du fil Bt2 et le fil de réaction Br2 étant disposé en regard du fil Bt1.
Les signaux électriques délivrés par les capteurs thermiques Bti et Bt2 sont appliqués aux entrées respectives d'un comparateur 1.
La sortie du comparateur 1 est raccordée à un sélecteur 2 qui, en fonction du sens du déséquilibre entre les fils Bti et Bt2, excite l'un ou l'autre de deux
<Desc/Clms Page number 11>
générateurs électriques Gi et G2. Les sorties des deux générateurs Gi et G2 sont raccordées respectivement aux deux fils chauffants de réaction Bri et Br2. La sélection de l'excitation du générateur Gi ou G2 est faite de manière que soit alimenté le fil chauffant de réaction Ber ou Br2 qui est associé à celui des capteurs Bt2 ou Bti respectivement qui voit sa température diminuer sous l'action de l'accélération.
La puissance électrique délivrée par les générateurs Gi et G2 est mesurée respectivement par des moyens de mesure Mi et M2 et la valeur de mesure, qui est représentative de la valeur de l'accélération à l'origine du déséquilibre thermique entre les fils Bti et Bt2, peut être affichée en 3 directement sous forme de la valeur de la grandeur détectée sur la base d'une correspondance préétablie (ou étalonnage) entre les valeurs d'accélération et la puissance électrique de compensation thermique.
Par exemple, si la capsule est soumise à une accélération positive y dirigée transversalement aux capteurs Bti et Bt2 et vers la gauche (flèche y sur la figure 1), le déplacement de la masse de fluide gazeux vers la droite, qui résulte de cette accélération va entraîner un suréchauffement du fil Bt2 et un sous- échauffement du capteur Bti. Le comparateur 1 délivre alors un signal dont le signe commande le générateur approprié (G2 dans l'exemple considéré) qui engendre dans le fil chauffant de réaction Br2 un échauffement perçu par le capteur thermique Bti. L'amplitude du signal de sortie du comparateur 1 commande le fonctionnement du générateur G2 en intensité et/ou en temps jusqu'à ce que le capteur
<Desc/Clms Page number 12>
thermique Bti soit ramené à l'équilibre avec le capteur thermique Bt2 (compensation thermique).
La puissance électrique délivrée par le générateur G2 est mesurée par les moyens de mesure M2 et, mettant en oeuvre une correspondance précédemment établie entre la valeur de la puissance électrique mesurée et la valeur de l'accélération à mesurer, on affiche directement en 3 la valeur et le signe (c'est-à-dire le sens) de l'accélération.
Pour mettre à profit les qualités de rapidité et de simplicité de mise en oeuvre des systèmes impulsionnels, on peut envisager de remplacer les moyens analogiques qui viennent d'être décrits en référence à la figure 1 par les moyens impulsionnels décrits ci-après en référence à la figure 2.
Les signaux électriques délivrés par les capteurs thermiques Bt1 et Bt2 sont appliqués aux entrées respectives d'un intégrateur digital 4. La sortie de cet
intégrateur 4 est connectée à deux détecteurs de seuil 51 et 52, jouant le rôle de butées électroniques haute et basse, qui sont eux-mêmes raccordés respectivement à deux générateurs d'impulsions GI, et Guis.
intégrateur 4 est connectée à deux détecteurs de seuil 51 et 52, jouant le rôle de butées électroniques haute et basse, qui sont eux-mêmes raccordés respectivement à deux générateurs d'impulsions GI, et Guis.
Les sorties respectives des générateurs GI, et GI2 sont raccordées aux fils chauffants de réaction Bri et Br2, respectivement, auxquels elles délivrent des impulsions.
En outre, les sorties respectives des deux générateurs GI, et GI2 sont réunies à des entrées d'un compteur/décompteur d'impulsions C/D.
Des incréments calibrés, qui peuvent être fournis à partir des impulsions des générateurs GI, et Guis, permettent d'effectuer, en Ri et R2 respectivement, un recalage positif ou négatif de rampe dans l'intégrateur 4.
<Desc/Clms Page number 13>
Lors de l'apparition d'un déséquilibre de température entre les deux capteurs thermiques Bti et Bt2 en raison d'une accélération y, la différence entre les signaux de sortie est intégrée par l'intégrateur 4 qui génère une rampe commandant le fonctionnement de celui des générateurs d'impulsions GI, ou GI2 qui est associé au capteur thermique ayant subi une diminution de température due à l'accélération. Celui-ci génère des impulsions à destination du fil chauffant de réaction Bri ou Br2 concerné et des impulsions de recalage pour rester dans les limites des seuils préétablis. Le générateur d'impulsions excité GI, ou GI2 reste en fonction tant que subsiste le déséquilibre thermique entre les deux capteurs thermiques Bti et Bt2.
La compensation thermique apportée aux capteurs thermiques Bti ou Bt2 respectivement par les fils chauffants de réaction Br2 ou Bri qui leur sont respectivement associés est constituée par la valeur efficace de l'intensité du courant impulsionnel appliqué au fil chauffant de réaction Br2 ou Brai.
L'ajustement de cette intensité peut être obtenu par une modulation de largeur des impulsions qui sont engendrées à fréquence constante ; dans ces conditions, on mesure la puissance de compensation thermique en détectant l'intensité efficace instantanée du courant impulsionnel.
L'ajustement de l'intensité efficace peut également être obtenu par la génération d'impulsions de largeur constante avec une fréquence variable. Dans ce
cas, le compteur C/D compte les impulsions de courant délivré au fil chauffant de réaction Bri ou Br2. La mesure de la puissance électrique nécessitée par la compensation thermique (représentative de l'accélération y) est procurée par le nombre d'impulsions comptées par unité de
cas, le compteur C/D compte les impulsions de courant délivré au fil chauffant de réaction Bri ou Br2. La mesure de la puissance électrique nécessitée par la compensation thermique (représentative de l'accélération y) est procurée par le nombre d'impulsions comptées par unité de
<Desc/Clms Page number 14>
temps, tandis que, si nécessaire, la mesure de la quantité de chaleur (représentative de l'accroissement de vitesse) est donnée par le nombre cumulé des impulsions comptées.
La solution numérique qui vient d'être exposée offre l'avantage d'autoriser la mise en oeuvre d'un amplificateur économique et peu dissipatif dans la boucle de réaction et de procurer un temps de réponse plus rapide.
Les deux exemples de réalisation qui viennent d'être exposés, de type analogique pour la figure 1 et de type numérique pour la figure 2, mettent en oeuvre un dispositif capteur thermique (ou convectif) du type à trois fils, à savoir un fil chauffant encadré symétriquement par deux capteurs thermiques, qui constitue l'agencement de base de ce type de senseur.
Toutefois, on peut dans les mêmes conditions de fonctionnement avoir recours à des variantes de réalisation faisant appel à des combinaisons des fonctions assurées par les éléments constitutifs.
Dans l'exemple illustré à la figure 3, les signaux de chauffage de réaction issus de l'un ou l'autre des générateurs d'impulsions GI, ou GI2 sont appliqués directement à celui concerné des capteurs thermiques constitués sous forme d'un fil résistif : autrement dit, on combine en un même fil le fil résistif capteur thermique Bti et le fil chauffant de réaction Br2, de même qu'on combine en un même fil le fil résistif capteur thermique Bt2 et le fil chauffant de réaction Bri. Le reste du dispositif de mesure reste identique à ce qu'il était dans le montage de la figure 1.
De même, toujours en gardant identique le reste du dispositif, on peut prévoir, comme illustré à la figure 4, que chaque capteur thermique Btl, Bt2, constitué sous
<Desc/Clms Page number 15>
forme d'un fil résistif, est également fil chauffant à destination de l'autre fil capteur thermique ; autrement dit, le fil chauffant spécifique Bc précité disparaît au profit de deux fils parallèles Bc/Bti et Bc/Bt2, en regard de chacun desquels sont situés respectivement les fils
chauffants de réaction Br2 et Bri les fils Bc/Bti et Bc/Bt2 sont ainsi propres à assurer, chacun, simultanément la fonction de capteur thermique et la fonction de chauffage principal à destination de l'autre fil.
Enfin, on peut, comme illustré à la figure 5, faire jouer à deux fils résistifs seulement les trois fonctions de chauffage, de capteur thermique et de
chauffage de réaction, respectivement Bc/Bti/Br2 et Bc/Bt2/Brl'le reste du dispositif demeurant inchangé, un tel agencement à deux fils résistifs pouvant être mis en oeuvre conjointement avec des signaux impulsionnels. On notera que dans ce type de montage, la compensation thermique peut être effectuée en agissant indifféremment sur l'un ou l'autre fil, par accroissement forcé de la température du fil le moins chaud ou par réduction forcée de la température du fil le plus chaud en augmentant ou réduisant respectivement le nombre des impulsions du courant de chauffage.
chauffage de réaction, respectivement Bc/Bti/Br2 et Bc/Bt2/Brl'le reste du dispositif demeurant inchangé, un tel agencement à deux fils résistifs pouvant être mis en oeuvre conjointement avec des signaux impulsionnels. On notera que dans ce type de montage, la compensation thermique peut être effectuée en agissant indifféremment sur l'un ou l'autre fil, par accroissement forcé de la température du fil le moins chaud ou par réduction forcée de la température du fil le plus chaud en augmentant ou réduisant respectivement le nombre des impulsions du courant de chauffage.
Les variantes de réalisation des figures 3 à 5 ont été envisagées dans la configuration d'un traitement numérique des signaux, mais elles pourraient tout aussi bien être mises en oeuvre dans la configuration d'un traitement analogique des signaux comme illustré à la figure 1.
Un fonctionnement en boucle, mettant notamment en jeu des techniques impulsionnelles, conformément à l'invention confère une meilleure linéarité de la courbe de transfert et une bande passante accrue, ce qui procure
<Desc/Clms Page number 16>
finalement une mesure plus précise de la grandeur à mesurer (accélération notamment).
Claims (20)
-
thermique (Bti, Bts) de façon à compenser la variation de température due à l'accélération à mesurer (y), - on mesure (Mi, M2) la puissance nécessitée par ladite compensation thermique, - et, sur la base d'un étalonnage préalable ayant établi une correspondance biunivoque entre ladite puissance de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération, on détermine la valeur de l'accélération à mesurer cor).
REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure thermique d'une accélération et/ou d'une vitesse et/ou d'une position et/ou d'une inclinaison, en mettant en oeuvre : un volume prédéterminé de fluide (F) enfermé dans une enceinte close (E) ; des moyens (Bc) de chauffage dudit fluide ; au moins un capteur thermique (Btl, Bt2) disposé au sein du fluide (F) en étant écarté desdits moyens de chauffage (Bc), ledit capteur thermique étant propre à délivrer un signal électrique qui varie avec la température ; et un circuit électrique (1) dans lequel est inclus ledit capteur thermique pour mesurer les variations de son signal électrique de sortie caractérisé en ce que - on modifie la température mesurée par le capteur - 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur thermique (Btl, Bt2) est une jonction thermoélectrique et en ce qu'on mesure la différence de potentiel aux bornes de ladite jonction thermoélectrique.
- 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur thermique (Btl, Bt2) est un organe conducteur électrique résistif, tel qu'un fil ou une piste imprimée, dont la résistance varie avec la température.<Desc/Clms Page number 18>
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, la température à laquelle est soumise le capteur thermique (Btl, Bt2) étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération, la modification précitée de la température détectée par le capteur thermique est obtenue en mettant en oeuvre des moyens de chauffage auxiliaires (Bri, Br2).
- 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la température à laquelle est soumise le capteur thermique (Btl, Bt2) étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération, la modification précitée de la
température détectée par le capteur thermique (Btl, Bt2) est obtenue en faisant traverser ledit capteur par un courant électrique et en faisant varier l'intensité efficace dudit courant. - 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la modification de température est obtenue en faisant varier la largeur d'impulsions d'un signal électrique impulsionnel de chauffage et en ce qu'on mesure l'intensité efficace instantanée de ce courant impulsionnel de chauffage.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la modification de température est obtenue en faisant varier le nombre d'impulsions par unité de temps d'un signal électrique impulsionnel de chauffage et en ce qu'on mesure la puissance de chauffage (représentative de l'accélération) par comptage (C/D) des impulsions et on mesure, si nécessaire, la quantité de chaleur (représentative de l'accroissement de vitesse) par comptage du nombre cumulé des impulsions.<Desc/Clms Page number 19>
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre deux moyens de chauffage auxiliaires (Bri, Br2) associés fonctionnellement respectivement à deux capteurs thermiques (Bt2, Bti) disposés sensiblement parallèlement l'un à l'autre.
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre deux capteurs thermiques (Btl/Br2, Bt2/Brl) disposés sensiblement parallèlement l'un à l'autre et en ce que chaque capteur thermique est traversé par un signal électrique de chauffage, notamment impulsionnel, et constitue les susdits moyens de chauffage de l'autre capteur thermique.
- 10. Dispositif de mesure thermique d'une accélération cor), comprenant : - une enceinte (E) hermétiquement close renfermant un fluide, - des moyens (Bc) de chauffage dudit fluide, - au moins un capteur thermique (Btl, Bt2) disposé à l'intérieur de l'enceinte (E) au sein du fluide (F) en étant écarté desdits moyens de chauffage (Bc), ledit capteur thermique étant propre à délivrer un signal électrique qui varie avec la température, - et un circuit électrique de mesure (1) dans lequel est inclus ledit capteur thermique et propre à détecter les variations de son signal électrique de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - des moyens d'alimentation électrique (gui, G2) placés sous la dépendance dudit circuit électrique de mesure (1) et raccordés à des moyens de modification de<Desc/Clms Page number 20>
température (Bri, Br2) propres à modifier la température mesurée par le capteur thermique (Btl, Bt2) de façon à compenser la variation de température due à l'accélération à mesurer (y), - des moyens (Mi, M2) de mesure de la puissance électrique nécessitée par ladite compensation thermique, et - des moyens (3) de correspondance biunivoque entre ladite puissance électrique de compensation thermique et la valeur correspondante de l'accélération propres à fournir la valeur de l'accélération à mesurer (y).
- 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur thermique (Bti, Bt2) est une jonction thermoélectrique et en ce que le susdit signal électrique de sortie du capteur thermique est la différence de potentiel aux bornes de la jonction thermoélectrique.
- 12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le capteur thermique (Btl, Bt2) est un organe conducteur électrique résistif, tel qu'un fil ou une piste imprimée, dont la résistance varie avec la température.
- 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 ou 12, caractérisé en ce que, la température à laquelle est soumise le capteur thermique (Btl, Bt2) étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération, les moyens de modification de la température détectée par le capteur thermique sont constitués par des moyens de chauffage auxiliaires (ber,, Ber2).
- 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que, la température à laquelle est soumise le capteur thermique étant amenée à diminuer sous l'action de l'accélération,<Desc/Clms Page number 21>efficace d'un courant électrique le traversant qui est délivré par les susdits moyens d'alimentation électrique (gui, G2)-
- 15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que les susdits moyens d'alimentation électrique sont des moyens (GI1, GI2) générateurs d'impulsions à largeur variable et en ce que les moyens de mesure (Mi, M2) de la puissance de compensation thermique détectent l'intensité efficace instantanée dudit courant.
les moyens de modification de la température détectée par le capteur thermique sont constitués par le capteur thermique (Bti/Br2, Bt2/Brl) lui-même, la variation de température étant obtenue par variation de l'intensité
- 16. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que les susdits moyens d'alimentation électrique sont des moyens (GI1, Gel2) générateurs d'impulsions en nombre variable par unité de temps et en ce que les moyens de mesure de la puissance électrique nécessitée par ladite compensation thermique (représentative de l'accélération) sont des moyens (C/D) de comptage des impulsions délivrées par lesdits moyens générateurs et, si nécessaire, des moyens de mesure de la quantité de chaleur (représentative de l'accroissement de vitesse) sont des moyens de comptage du nombre cumulé des impulsions.
- 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de chauffage (Bc), - deux capteurs thermiques (bit1, Bt2) disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre du moyen de chauffage et connectés audit circuit électrique de mesure,<Desc/Clms Page number 22>- et deux moyens de chauffage auxiliaires (ber,, Br2) disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre des capteurs thermiques (Btl, Bt2) et connectés auxdits moyens d'alimentation électrique (gui, G2) destinés au chauffage de compensation.
- 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de chauffage (Bc), et - deux capteurs thermiques (Btl/Br2, Bt2/Bri) disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre du moyen de chauffage (Bc) et connectés audit circuit électrique de mesure, d'une part, et auxdits moyens d'alimentation électrique destinés au chauffage de compensation, d'autre part.
- 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte : - deux capteurs thermiques (Bc/Btl, Bc/Bt2) qui sont connectés à des moyens d'alimentation électrique principale propres à faire de chaque capteur thermique un moyen de chauffage pour l'autre capteur thermique et qui sont également connectés audit circuit électrique de mesure, et - deux moyens de chauffage auxiliaires (Bri, Br2) disposés sensiblement symétriquement de part et d'autre des deux capteurs thermiques et connectés auxdits moyens d'alimentation électrique destinés au chauffage de compensation.
- 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte deux capteurs thermiques (Bc/Bti/Brs, Bc/Bts/Bri)<Desc/Clms Page number 23>qui sont connectés, d'une part, à des moyens d'alimentation électrique impulsionnelle (GI1, GI2) propres à assurer le chauffage principal et le chauffage de compensation par variation de l'intensité efficace des impulsions de courant, et qui sont connectés également audit circuit électrique de mesure (C/D).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0015265A FR2817351B1 (fr) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0015265A FR2817351B1 (fr) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2817351A1 true FR2817351A1 (fr) | 2002-05-31 |
| FR2817351B1 FR2817351B1 (fr) | 2003-02-14 |
Family
ID=8856898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0015265A Expired - Fee Related FR2817351B1 (fr) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2817351B1 (fr) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2864247A1 (fr) * | 2003-12-22 | 2005-06-24 | Sagem | Accelerometre thermique a sensibilite reduite a un champ magnetique externe |
| EP1722240A1 (fr) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | Sagem Défense Sécurité | Accéléromètre thermique à detection et contre-réaction multiplexées |
| GB2427279A (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | Nanjing Chervon Ind Co Ltd | Portable inclinometer comprising a gas heater |
| NL1031484C2 (nl) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Marcus Maria Petrus Ge Wintels | Meetinrichting voor een voertuig. |
| RU2654353C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения компонент теплового сопротивления мощных полупроводниковых приборов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4232553A (en) * | 1979-01-12 | 1980-11-11 | Kbg Corporation | Angular acceleration sensing apparatus |
| EP0664456A1 (fr) * | 1994-01-20 | 1995-07-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Capteur d'accélération |
| US5581034A (en) * | 1995-01-13 | 1996-12-03 | Remec, Inc. | Convective accelerometer and inclinometer |
| EP0784200A2 (fr) * | 1996-01-12 | 1997-07-16 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Agencement pour la mesure du débit d'une substance gazeuse |
-
2000
- 2000-11-27 FR FR0015265A patent/FR2817351B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4232553A (en) * | 1979-01-12 | 1980-11-11 | Kbg Corporation | Angular acceleration sensing apparatus |
| EP0664456A1 (fr) * | 1994-01-20 | 1995-07-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Capteur d'accélération |
| US5581034A (en) * | 1995-01-13 | 1996-12-03 | Remec, Inc. | Convective accelerometer and inclinometer |
| EP0784200A2 (fr) * | 1996-01-12 | 1997-07-16 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Agencement pour la mesure du débit d'une substance gazeuse |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2864247A1 (fr) * | 2003-12-22 | 2005-06-24 | Sagem | Accelerometre thermique a sensibilite reduite a un champ magnetique externe |
| EP1550874A1 (fr) * | 2003-12-22 | 2005-07-06 | Sagem SA | Accéléromètre thermique à sensibilité réduite à un champ magnétique externe |
| US7096734B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-08-29 | Sagem Sa | Thermal accelerometer with reduced sensitivity to external magnetic fields |
| EP1722240A1 (fr) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | Sagem Défense Sécurité | Accéléromètre thermique à detection et contre-réaction multiplexées |
| FR2885700A1 (fr) * | 2005-05-13 | 2006-11-17 | Sagem Defense Securite | Accelerometre thermique a detection et contre-reaction multiplexees |
| US7426862B2 (en) | 2005-05-13 | 2008-09-23 | Sagem Defense Securite | Thermal accelerometer with automatic zero control |
| GB2427279A (en) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | Nanjing Chervon Ind Co Ltd | Portable inclinometer comprising a gas heater |
| NL1031484C2 (nl) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | Marcus Maria Petrus Ge Wintels | Meetinrichting voor een voertuig. |
| RU2654353C1 (ru) * | 2016-12-20 | 2018-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Способ измерения компонент теплового сопротивления мощных полупроводниковых приборов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2817351B1 (fr) | 2003-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2552876A1 (fr) | Systeme thermique de mesure de niveau de liquide | |
| FR2488406A1 (fr) | Procede et instrument de mesure de corrosion a compensation de temperature secondaire | |
| FR2645646A1 (fr) | Procede pseudo-continu d'interrogation d'un detecteur de gaz oxydable | |
| CH676049A5 (fr) | ||
| FR2817351A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure thermique d'une acceleration | |
| FR2809812A1 (fr) | Appareil et procedes de mesure de pression par perte de chaleur | |
| FR2512204A1 (fr) | Circuit de commande d'une jauge de pirani pour la mesure des faibles pressions | |
| FR2511152A1 (fr) | Procede d'utilisation d'un vacuometre de pirani regle et vacuometre de pirani approprie | |
| FR2574538A1 (fr) | Montage electronique et methode d'etalonnage pour debitmetre a fil chaud | |
| EP0523794B1 (fr) | Fer à repasser muni d'un détecteur de mouvement | |
| FR2568004A1 (fr) | Procede et appareil pour effectuer la mesure dynamique, sur une machine tournante en fonctionnement, du jeu entre les faces en regard du rotor et du stator de cette machine | |
| FR2776384A1 (fr) | Capteur de pression avec compensation de la non-linearite de la derive de zero aux tres basses temperatures | |
| WO1991017491A1 (fr) | Procede de reglage de debit dans un dispositif de soufflage d'air et dispositif mettant en ×uvre le procede | |
| Deep et al. | Dynamic response of thermoresistive sensors | |
| FR2687782A1 (fr) | Dispositif de compensation de jonction froide pour thermocouple. | |
| EP1177415B1 (fr) | Debitmetres massiques du type a fil resistif | |
| FR2570829A1 (fr) | Anemometre a fil chaud du type a pont de resistances equilibre | |
| FR2894335A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure de conductivite thermique | |
| CA2900701A1 (fr) | Mesure de la temperature homogene d'un bobinage par augmentation de la resistance d'un fil | |
| WO2023156178A1 (fr) | Capteurs pour systèmes de mesure de flux thermique à inertie | |
| WO2013160612A1 (fr) | Correction d'une mesure de température d'une sonde de température de type à résistance thermométrique | |
| EP0008275A1 (fr) | Connecteur enfichable comportant un dispositif autorégulé, destiné à stabiliser en température au moins un point de connexion | |
| FR2548359A1 (fr) | Procede pour mesurer le debit d'un gaz dans une gaine et forme de debitmetre pour la mise en oeuvre de ce procede | |
| FR2518743A1 (fr) | Balance electrique a equilibrage electromagnetique de forces | |
| EP0475832B1 (fr) | Circuit électronique de mesure comportant des moyens d'alimentation électrique contrôlée d'une sonde résistive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| CA | Change of address |
Effective date: 20140805 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: SAGEM DEFENSE SECURITE, FR Effective date: 20170126 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20180731 |