FR2996645A1

FR2996645A1 - Method for measuring electric voltage delivered from transducer of sensor that is utilized to detect position of actuator in aeronautical field, involves calculating gain of module and input voltage according to gain and output voltage

Info

Publication number: FR2996645A1
Application number: FR1202685A
Authority: FR
Inventors: Antoine Canu; Philippe Benabes; Marc Gatti
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-04-11
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: FR2996645B1

Abstract

The method involves applying an input voltage (Vin) to a voltage adaptation module (8) whose first resistor (R1) is placed between an input (14) and an output (16) and second resistor (R2) is placed between the output and a connection node (18). Gain of the module is calculated according to a first output voltage that is delivered when the node is connected to a first voltage source (20) and a second output voltage that is delivered when the node is connected to a second voltage source (22). The input voltage is calculated according to the gain and the first or second output voltage. Independent claims are also included for the following: (1) a voltage adaptation module (2) an electronic system.

Description

Procédé et dispositif de mesure de tension électrique La présente invention concerne le domaine de la mesure d'une tension, par exemple une tension délivrée par un transducteur d'un capteur. Une « tension » désigne ici une tension électrique.The present invention relates to the field of measurement of a voltage, for example a voltage delivered by a transducer of a sensor. A "voltage" here means an electrical voltage.

Un capteur comprend par exemple un transducteur configuré pour convertir une grandeur physique en une tension analogique correspondante et un dispositif de mesure électronique configuré pour mesurer la tension délivrée par le transducteur. Le dispositif de mesure comprend par exemple un module d'adaptation de tension configuré pour recevoir la tension délivrée par le transducteur et pour délivrer une tension de sortie correspondante, un convertisseur analogique numérique configuré pour convertir la tension de sortie du module d'adaptation en un signal numérique, et une unité de calcul pour calculer la tension d'entrée du module d'adaptation à partir du signal numérique. Le module d'adaptation applique à la tension d'entrée qu'il reçoit un gain, et éventuellement une tension de décalage, pour délivrer une tension de sortie située dans la plage de numérisation du convertisseur analogique. L'unité de calcul calcule la tension d'entrée à partir du signal numérique, en fonction du gain du module d'adaptation et éventuellement de la tension de décalage, qui sont prédéterminés. Il est souhaitable de limiter une erreur entre la tension d'entrée effectivement reçue par le module d'adaptation et la tension d'entrée calculée par l'unité de calcul.A sensor comprises, for example, a transducer configured to convert a physical quantity into a corresponding analog voltage and an electronic measuring device configured to measure the voltage delivered by the transducer. The measuring device comprises, for example, a voltage adaptation module configured to receive the voltage delivered by the transducer and to deliver a corresponding output voltage, an analog-digital converter configured to convert the output voltage of the adaptation module into a converter. digital signal, and a calculation unit for calculating the input voltage of the adaptation module from the digital signal. The adaptation module applies to the input voltage that it receives a gain, and possibly an offset voltage, to output an output voltage in the digitizing range of the analog converter. The computing unit calculates the input voltage from the digital signal, as a function of the gain of the adaptation module and possibly of the offset voltage, which are predetermined. It is desirable to limit an error between the input voltage actually received by the adaptation module and the input voltage calculated by the calculation unit.

Un but de l'invention est de proposer un procédé de mesure de tension permettant d'obtenir une mesure de tension précise. A cet effet, l'invention propose un procédé de mesure de tension, dans lequel on applique une tension d'entrée à au moins un module d'adaptation de tension comprenant une première résistance disposée entre une entrée et une sortie du module d'adaptation de tension, une deuxième résistance disposée entre la sortie et un noeud de connexion, la tension du sortie du module d'adaptation de tension étant fonction de la tension d'entrée et d'un gain du module d'adaptation de tension, le procédé de mesure comprenant les étapes de : - calculer le gain en fonction d'une première tension de sortie délivrée lorsque le noeud de connexion est connecté à la première source de tension et d'une deuxième tension de sortie délivrée lorsque le noeud de connexion est connecté à la deuxième source de tension ; - calculer la tension d'entrée en fonction du gain et d'une parmi la première tension de sortie et la deuxième tension de sortie.An object of the invention is to provide a voltage measurement method for obtaining a precise voltage measurement. For this purpose, the invention proposes a voltage measurement method, in which an input voltage is applied to at least one voltage matching module comprising a first resistor disposed between an input and an output of the adaptation module. voltage, a second resistor disposed between the output and a connection node, the output voltage of the voltage matching module being a function of the input voltage and a gain of the voltage matching module, the method measurement system comprising the steps of: - calculating the gain as a function of a first output voltage delivered when the connection node is connected to the first voltage source and a second output voltage delivered when the connection node is connected at the second voltage source; - calculate the input voltage as a function of the gain and one of the first output voltage and the second output voltage.

Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le gain est mis à jour pour le calcul de chaque nouvelle mesure de tension d'entrée ; - le gain est mis à jour après plusieurs calculs de mesures de tension d'entrée ; - le gain est mis à jour périodiquement ; - le gain est déterminé comme une moyenne de plusieurs valeurs instantanée calculées préalablement, notamment une moyenne glissante sur un nombre déterminé de valeurs instantanées calculées préalablement ; - on applique une tension différentielle aux entrées d'un premier module d'adaptation et d'un deuxième module d'adaptation, on applique les tensions de sortie des modules d'adaptation aux entrées d'un module d'amplification différentielle délivrant une tension de sortie différentielle proportionnelle à la différence entre les tensions de sortie des modules d'adaptation, le procédé comprenant en outre les étapes de mesurer la tension de sortie différentielle pour au moins une configuration de connexion des noeuds de connexion des modules d'adaptation de tension à la première source de tension ou la deuxième source de tension associée à chaque module d'adaptation de tension ; et déterminer une mesure de la tension différentielle en fonction des mesures de tension d'entrée de chaque module d'adaptation et de la ou chaque mesure de tension de sortie différentielle ; - le procédé comprend une phase de calibration des paramètres du module d'amplification différentielle, comprenant, pour au moins un paramètre d'amplification, les étapes d'isoler les entrées du module d'amplification différentielle des sorties des modules d'adaptation ; mesurer une tension délivrée par une sortie du module d'amplification différentielle ; et déterminer le ou chaque paramètre d'amplification à partir des tensions mesurées ; - le module d'amplification différentielle comprend un amplificateur différentiel, la sortie différentielle délivrant la tension de sortie de l'amplificateur différentiel, et un première suiveur et un deuxième suiveur chacun disposé en amont d'une d'entrée respective de l'amplificateur différentiel, le module d'amplification différentielle comprenant une sortie suiveuse respective délivrant la tension de sortie de chaque suiveur ; - les coefficients d'amplification comprennent une première tension d'offset d'un premier amplificateur opérationnel du premier suiveur, une deuxième tension d'offset d'un deuxième amplificateur opérationnel du deuxième suiveur et une tension d'offset d'un troisième amplificateur opérationnel de l'amplificateur différentiel. L'invention concerne également un module d'adaptation de tension, comprenant une première résistance disposée entre une entrée et une sortie, une deuxième résistance disposée entre la sortie et un noeud de connexion, et un dispositif de commutation configuré pour connecter le noeud sélectivement à une première source de tension ou à une deuxième source de tension. Dans un mode de réalisation, le module d'adaptation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commutation comprend un premier interrupteur pour connecter le noeud au premier potentiel et un deuxième interrupteur pour connecter le noeud au deuxième potentiel. L'invention concerne encore un dispositif électronique de mesure de tension, comprenant au moins un module d'adaptation tel que défini ci-dessus, une unité de calcul et un convertisseur analogique numérique disposé entre le module d'adaptation de tension et l'unité de calcul. Dans un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend deux modules d'adaptation de tension et un module d'amplification différentielle disposé entre les modules d'adaptation de tension et le convertisseur, le module d'amplification différentielle possédant deux entrées chacune connectée à la sortie d'un module d'adaptation de tension respectif et une sortie différentielle fournissant une tension proportionnelle à la différence des tensions reçues aux entrées du module d'amplification différentielle. Dans un mode de réalisation, le dispositif électronique comprend un module de commutation entre la sortie de chaque module d'adaptation et l'entrée correspondante du module d'amplification différentielle, chaque module de commutation étant configuré pour connecter l'entrée du module d'amplification différentielle sélectivement à la sortie du module d'adaptation ou à une masse électrique. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique d'un système électronique de mesure de tension comprenant un module d'adaptation de tension ; - la Figure 2 est un schéma bloc illustrant un premier procédé de mesure de tension mis en oeuvre à l'aide du système électronique de la Figure 1 ; - la Figure 3 est un schéma bloc illustrant un deuxième procédé de mesure de tension mis en oeuvre à l'aide du système électronique de la Figure 1 ; - la Figure 4 est une vue schématique d'un système électronique de mesure de tension différentielle comprenant deux modules d'adaptation de tension ; - la Figure 5 est un schéma bloc illustrant un troisième procédé de mesure de tension mis en oeuvre à l'aide du système électronique de la Figure 4 ; et - la Figure 6 est un schéma bloc illustrant un quatrième procédé de mesure de tension mis en oeuvre à l'aide du système électronique de la Figure 4. Le système électronique 2 illustré sur la Figure 1 comprend une source de tension d'entrée 4, propre à délivrer une tension d'entrée Vin analogique, et un dispositif électronique de mesure, ci-après dispositif de mesure 6, configuré pour mesurer la tension d'entrée délivrée par la source de tension d'entrée 4. Par exemple, le système électronique 2 est un capteur et la source de tension d'entrée 4 est un transducteur configuré pour convertir une grandeur physique (pression, déplacement linéaire, déplacement angulaire...) en une tension d'entrée analogique représentative de la grandeur physique.According to other embodiments, the method comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination: the gain is updated for the calculation of each new input voltage measurement; the gain is updated after several input voltage measurement calculations; - the gain is updated periodically; the gain is determined as an average of several instantaneous values calculated beforehand, in particular a sliding average over a predetermined number of instantaneous values calculated beforehand; a difference voltage is applied to the inputs of a first adaptation module and of a second adaptation module; the output voltages of the adaptation modules are applied to the inputs of a differential amplification module delivering a voltage; differential output device proportional to the difference between the output voltages of the adaptation modules, the method further comprising the steps of measuring the differential output voltage for at least one connection configuration of the connection nodes of the voltage adaptation modules at the first voltage source or the second voltage source associated with each voltage matching module; and determining a measure of the differential voltage as a function of the input voltage measurements of each adaptation module and the or each differential output voltage measurement; the method comprises a calibration phase of the parameters of the differential amplification module, comprising, for at least one amplification parameter, the steps of isolating the inputs of the differential amplification module from the outputs of the adaptation modules; measuring a voltage delivered by an output of the differential amplification module; and determining the or each amplification parameter from the measured voltages; the differential amplification module comprises a differential amplifier, the differential output delivering the output voltage of the differential amplifier, and a first follower and a second follower each arranged upstream of a respective input of the differential amplifier. the differential amplification module comprising a respective follower output delivering the output voltage of each follower; the amplification coefficients comprise a first offset voltage of a first operational amplifier of the first follower, a second offset voltage of a second operational amplifier of the second follower and an offset voltage of a third operational amplifier. of the differential amplifier. The invention also relates to a voltage matching module, comprising a first resistor disposed between an input and an output, a second resistor disposed between the output and a connection node, and a switching device configured to connect the node selectively to a first voltage source or a second voltage source. In one embodiment, the adaptation module according to any one of the preceding claims, wherein the switching device comprises a first switch for connecting the node to the first potential and a second switch for connecting the node to the second potential. The invention also relates to an electronic device for measuring voltage, comprising at least one adaptation module as defined above, a calculation unit and an analog digital converter arranged between the voltage matching module and the unit. Calculation. In one embodiment, the electronic device comprises two voltage matching modules and a differential amplification module disposed between the voltage matching modules and the converter, the differential amplification module having two inputs each connected to the amplifier. output of a respective voltage matching module and a differential output providing a voltage proportional to the difference of the voltages received at the inputs of the differential amplification module. In one embodiment, the electronic device comprises a switching module between the output of each adaptation module and the corresponding input of the differential amplification module, each switching module being configured to connect the input of the module. differential amplification selectively at the output of the adaptation module or at an electrical ground. The invention and its advantages will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example, and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a schematic view of a system electronic voltage measuring device comprising a voltage adaptation module; FIG. 2 is a block diagram illustrating a first voltage measurement method implemented using the electronic system of FIG. 1; FIG. 3 is a block diagram illustrating a second voltage measurement method implemented using the electronic system of FIG. 1; FIG. 4 is a schematic view of an electronic differential voltage measurement system comprising two voltage adaptation modules; FIG. 5 is a block diagram illustrating a third voltage measurement method implemented using the electronic system of FIG. 4; and FIG. 6 is a block diagram illustrating a fourth voltage measurement method implemented using the electronic system of FIG. 4. The electronic system 2 illustrated in FIG. 1 comprises an input voltage source 4. , capable of delivering an analog input voltage Vin, and an electronic measuring device, hereinafter measurement device 6, configured to measure the input voltage delivered by the input voltage source 4. For example, the electronic system 2 is a sensor and the input voltage source 4 is a transducer configured to convert a physical quantity (pressure, linear displacement, angular displacement ...) into an analog input voltage representative of the physical quantity.

Le dispositif de mesure 6 comprend un module d'adaptation de tension 8, un convertisseur analogique numérique 10 et une unité de calcul 12, disposés en série. La tension d'entrée Vin se situe éventuellement hors d'une plage de numérisation du convertisseur analogique numérique 10. Le module d'adaptation de tension 8 a pour fonction de ramener la tension dans la plage de numérisation du convertisseur analogique numérique 10. Le convertisseur analogique numérique 10 est configuré pour recevoir la tension de sortie délivrée par le module d'adaptation de tension 8 et pour délivrer un signal numérique correspondant propre à être traité par l'unité de calcul 12. L'unité de calcul 12 est configurée pour calculer une mesure de la tension d'entrée Vin à partir du signal numérique.The measuring device 6 comprises a voltage matching module 8, an analog digital converter 10 and a computing unit 12, arranged in series. The input voltage Vin is possibly outside a digitizing range of the digital analog converter 10. The function of the voltage matching module 8 is to reduce the voltage in the digitizing range of the digital analog converter 10. The converter digital analogue 10 is configured to receive the output voltage delivered by the voltage matching module 8 and to deliver a corresponding digital signal to be processed by the calculation unit 12. The calculation unit 12 is configured to calculate a measurement of the input voltage Vin from the digital signal.

Le module d'adaptation de tension 8 comprend une entrée 14 pour recevoir la tension d'entrée et une sortie 16 pour délivrer une tension de sortie fonction de la tension d'entrée, d'un gain et d'une tension de décalage. Le gain et la tension de décalage sont déterminés de telle manière qu'en fonctionnement, le module d'adaptation de tension 8 recevant une tension d'entrée située dans une plage de tension d'entrée déterminée de la source de tension d'entrée 4 délivre une tension de sortie située dans la plage de numérisation du convertisseur analogique numérique 10. La plage de tension d'entrée est par exemple comprise entre - 10 volts (V) et + 10V. La plage de numérisation est par exemple comprise entre OV et 3V.The voltage matching module 8 comprises an input 14 for receiving the input voltage and an output 16 for outputting an output voltage depending on the input voltage, a gain and an offset voltage. The gain and the offset voltage are determined such that in operation, the voltage matching module 8 receiving an input voltage within a given input voltage range of the input voltage source 4 provides an output voltage in the digitizing range of the digital analog converter 10. The input voltage range is for example between -10 volts (V) and + 10V. The scanning range is for example between OV and 3V.

Le module d'adaptation de tension 8 comprend un noeud de connexion 18, une première résistance R1 disposée entre l'entrée 14 et la sortie 16 et une deuxième résistance R2 disposée entre la sortie 16 et le noeud de connexion 18. La première résistance R1 et la deuxième résistance R2 définissent un pont diviseur de tension. Le module d'adaptation de tension 8 comprend en outre une première source de tension 20 délivrant une première tension de référence Vrefl, une deuxième source de tension 22 délivrant une deuxième tension de référence Vref2 et un dispositif de commutation 24 propre à connecter le noeud de connexion 18 sélectivement à la première source de tension 20, en isolant le noeud de la deuxième source de tension 22, ou à la deuxième source de tension 22, en isolant le noeud de la première source de tension 20. En option, le dispositif de commutation 24 est également apte à connecter le noeud de connexion 18 simultanément à la première source de tension 20 et à la deuxième source de tension 22 et à isoler le noeud de connexion 18 simultanément de la première source de tension 20 et de la deuxième source de tension 22. Le dispositif de commutation 24 comprend par exemple un premier interrupteur S1 disposé entre la première source de tension 20 et le noeud de connexion 18 et un deuxième interrupteur S2 disposé entre la deuxième source de tension 22 et le noeud de connexion 18. Le dispositif de commutation 24 est par exemple commandé par l'unité de calcul 12. Dans l'exemple illustré, le premier interrupteur S1 et le deuxième interrupteur S2 sont des interrupteurs analogiques commandés par l'unité de calcul 12.The voltage matching module 8 comprises a connection node 18, a first resistor R1 disposed between the input 14 and the output 16 and a second resistor R2 disposed between the output 16 and the connection node 18. The first resistor R1 and the second resistor R2 defines a voltage divider bridge. The voltage matching module 8 further comprises a first voltage source 20 delivering a first reference voltage Vrefl, a second voltage source 22 delivering a second reference voltage Vref2 and a switching device 24 suitable for connecting the node of connection 18 selectively to the first voltage source 20, isolating the node from the second voltage source 22, or the second voltage source 22, isolating the node from the first voltage source 20. Optionally, the switching 24 is also able to connect the connection node 18 simultaneously to the first voltage source 20 and the second voltage source 22 and to isolate the connection node 18 simultaneously from the first voltage source 20 and the second source of voltage. voltage 22. The switching device 24 comprises for example a first switch S1 disposed between the first voltage source 20 and the connection node 18 and a second switch S2 disposed between the second voltage source 22 and the connection node 18. The switching device 24 is for example controlled by the calculation unit 12. In the example illustrated, the first switch S1 and the second switch S2 are analog switches controlled by the calculation unit 12.

La première tension Vlref est différente de la deuxième tension V2ref. Un gain G du module d'adaptation de tension 8 appliqué à la tension d'entrée Vin est déterminé par l'équation : G = R2 (0) R1+ R2 Le dispositif de commutation 24 comprend quatre configurations. La tension de sortie dépend de la configuration du dispositif de commutation 24. La tension de sortie dans chaque configuration est donnée par la table de vérité ci-dessous, en fonction de la tension d'entrée, de la tension de la première source de tension 20, de la tension de la deuxième source de tension 22 et du gain G : Interrupteur S1 Interrupteur S2 Tension de sortie Vout 0 0 VoutO -- Vin (1) 1 0 Voutl = Vin x G + Vref lx (1- G) (2) 0 1 Vout 2 = Vin x G + Vref 2 x (1 - G) (3) 1 1 Vref 1 + Vref 2 x (1 - G) (4) Vout3 Vin G = x + 2 Dans les colonnes « Interrupteur S1 » et « Interrupteur S2 », la valeur « 0 » signifie que l'interrupteur correspondant est à l'état ouvert ou état non passant et la valeur « 1 » signifie que l'interrupteur est à l'état fermé ou état passant. L'homme du métier comprend que les hypothèses suivantes ont été faites pour déterminer les équations (0) à (4) : l'impédance à l'état passant des interrupteurs S1 et S2 est faible devant les résistances R1 et R2, les impédances à l'état passant des interrupteurs S1 et S2 sont proches, en particulier avec une différence d'impédance de 5% maximum, l'impédance à l'état ouvert des interrupteurs S1 et S2 est grande devant les résistances R1 et R2, et l'impédance d'entrée du convertisseur analogique numérique 10 est grande devant les résistances R1 et R2. Ces hypothèses sont généralement vérifiées dans le cas d'un capteur, notamment les capteurs utilisés dans le domaine aéronautique. La combinaison des équations (2) et (3) ci-dessus donne les équations suivantes : Voutl - Vout2 +1 G = (5) Vref 2 - Vref 1 Voutl - Vref lx (1- G) Vin = (6) Ainsi, il est possible de calculer le gain G et la tension d'entrée Vin en fonction d'une première tension de sortie Vout1 délivrée lorsque le noeud de connexion 18 est connecté à la première source de tension 20 et isolé de la deuxième source de tension 22, et d'une deuxième tension de sortie Vout2 délivrée lorsque le noeud de connexion 18 est connecté à la deuxième source de tension 22 et isolé de la première source de tension 20. Un procédé de mesure mis en oeuvre à partir dispositif de mesure 6 comprend les étapes de : - calculer le gain G en fonction d'une première tension de sortie Vout1 mesurée lorsque le noeud connexion est connecté à la première source de tension 20 et d'une deuxième tension de sortie Vout2 mesurée lorsque le noeud de connexion 18 est connecté à la deuxième source de tension 22 ; et - calculer la tension d'entrée Vin en fonction du gain G et de l'une parmi la première tension de sortie Vout1 mesurée lorsque le noeud de connexion 18 est connecté à la première source de tension 20 et la deuxième tension de sortie Vout2 mesurée lorsque le noeud de connexion 18 est connecté à la deuxième source de tension 22. Dans l'exemple illustré, la tension Vin est calculée en fonction de la première tension de sortie Vout1. En variante, elle est calculée à partir de la deuxième tension de sortie Vout2. G La Figure 2 illustre un premier procédé de mesure mise en oeuvre à partir du dispositif de mesure 6 de la Figure 1. Dans une première étape E1, l'unité de calcul 12 commande le dispositif de commutation 24 pour connecter le noeud de connexion 18 à la première source de tension 20 (fermeture du premier interrupteur S1) et isoler le noeud du connexion de la deuxième source de tension 22 (ouverture du deuxième interrupteur S2). L'unité de calcul 12 mesure la première tension de sortie Voutl à partir du signal numérique. Dans une deuxième étape E2, l'unité de calcul 12 commande le dispositif de commutation 24 pour isoler le noeud de connexion 18 de la première source de tension 20 (ouverture du premier interrupteur S1) et connecter le noeud de connexion 18 à la deuxième source de tension 22 (fermeture du deuxième interrupteur S2). L'unité de calcul 12 mesure la deuxième tension de sortie Vout2 à partir du signal numérique. A l'issue de la première étape El et de la deuxième étape E2, l'unité de calcul 12 calcule le gain G en fonction de la première tension de sortie Voutl et de la deuxième tension de sortie Vout2, et calcule ensuite une mesure de la tension d'entrée Vin en fonction de la première tension de sortie Voutl et du gain G. La première étape El et la deuxième étape E2 sont répétées cycliquement. Le calcul du gain G et de la tension d'entrée Vin sont décrits comme étant mis en oeuvre séquentiellement pour des raisons de facilité de compréhension. En variante, l'unité de calcul 12 calcule la tension d'entrée Vin directement en fonction de la première tension de sortie Voutl et de la deuxième tension de sortie Vout2 en combinant directement les équations (5) et (6). Il est possible que la tension d'entrée Vin et le gain G varient entre la mesure de la première tension de sortie Voutl et la mesure de la deuxième tension de sortie Vout2. Le gain G est une valeur intrinsèque du module d'adaptation de tension 8 qui varie lentement, par exemple en fonction de la température. Pour éviter des variations trop importantes de la tension d'entrée Vin entre la mesure de la première tension de sortie Voutl et la mesure de la deuxième tension de sortie Vout2, on effectue les mesures de la première tension de sortie Voutl et la mesure de la deuxième tension de sortie Vout2 dans un laps de temps très court devant les variations possibles de la tension d'entrée Vin. Typiquement, pour une tension d'entrée Vin évoluant à quelques kilohertz (kHz), une fréquence d'échantillonnage de 1 mégahertz (MHz) entre les deux mesures suffit à assurer une précision correcte. Selon ce premier procédé, le gain G est déterminé pour chaque calcul de la tension d'entrée Vin, ce qui permet de tenir compte d'une variation du gain G entre deux calculs successifs, par exemple du fait de variations de température.The first voltage Vlref is different from the second voltage V2ref. A gain G of the voltage matching module 8 applied to the input voltage Vin is determined by the equation: G = R2 (0) R1 + R2 The switching device 24 comprises four configurations. The output voltage depends on the configuration of the switching device 24. The output voltage in each configuration is given by the truth table below, depending on the input voltage, the voltage of the first voltage source 20, the voltage of the second voltage source 22 and the gain G: S1 switch S2 switch Output voltage Vout 0 0 VoutO - Vin (1) 1 0 Voutl = Wine x G + Vref lx (1- G) ( 2) 0 1 Vout 2 = Wine x G + Vref 2 x (1 - G) (3) 1 1 Vref 1 + Vref 2 x (1 - G) (4) Vout3 Wine G = x + 2 In the columns "Switch S1 "and" Switch S2 ", the value" 0 "means that the corresponding switch is in the open state or off state and the value" 1 "means that the switch is in the closed state or on state. Those skilled in the art understand that the following hypotheses have been made to determine the equations (0) to (4): the on-state impedance of the switches S1 and S2 is small compared to the resistors R1 and R2, the impedances to the on state switches S1 and S2 are close, in particular with an impedance difference of 5% maximum, the open-state impedance of the switches S1 and S2 is large in front of the resistors R1 and R2, and the input impedance of the digital to analog converter 10 is large in front of the resistors R1 and R2. These assumptions are generally verified in the case of a sensor, in particular the sensors used in the aeronautical field. The combination of equations (2) and (3) above gives the following equations: Voutl - Vout2 +1 G = (5) Vref 2 - Vref 1 Voutl - Vref lx (1- G) Vin = (6) Thus, it is possible to calculate the gain G and the input voltage Vin as a function of a first output voltage Vout1 delivered when the connection node 18 is connected to the first voltage source 20 and isolated from the second voltage source 22 , and a second output voltage Vout2 delivered when the connection node 18 is connected to the second voltage source 22 and isolated from the first voltage source 20. A measurement method implemented from the measurement device 6 comprises the steps of: calculating the gain G as a function of a first output voltage Vout1 measured when the connection node is connected to the first voltage source 20 and a second output voltage Vout2 measured when the connection node 18 is connected to the second voltage source 22; and - calculating the input voltage Vin as a function of the gain G and one of the first output voltage Vout1 measured when the connection node 18 is connected to the first voltage source 20 and the second output voltage Vout2 measured when the connection node 18 is connected to the second voltage source 22. In the example illustrated, the voltage Vin is calculated as a function of the first output voltage Vout1. As a variant, it is calculated from the second output voltage Vout2. FIG. 2 illustrates a first measuring method implemented from the measuring device 6 of FIG. 1. In a first step E1, the calculation unit 12 controls the switching device 24 to connect the connection node 18 at the first voltage source 20 (closing of the first switch S1) and isolating the node from the connection of the second voltage source 22 (opening of the second switch S2). The computing unit 12 measures the first output voltage Voutl from the digital signal. In a second step E2, the computing unit 12 controls the switching device 24 to isolate the connection node 18 from the first voltage source 20 (opening of the first switch S1) and connect the connection node 18 to the second source voltage 22 (closing the second switch S2). The computing unit 12 measures the second output voltage Vout2 from the digital signal. At the end of the first step E1 and the second step E2, the calculation unit 12 calculates the gain G as a function of the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2, and then calculates a measurement of the input voltage Vin as a function of the first output voltage Vout1 and the gain G. The first step E1 and the second step E2 are repeated cyclically. The calculation of the gain G and the input voltage Vin are described as being implemented sequentially for the sake of ease of understanding. In a variant, the computing unit 12 calculates the input voltage Vin directly as a function of the first output voltage Vout1 and the second output voltage Vout2 by directly combining the equations (5) and (6). It is possible that the input voltage Vin and the gain G vary between the measurement of the first output voltage Voutl and the measurement of the second output voltage Vout2. The gain G is an intrinsic value of the voltage adaptation module 8 which varies slowly, for example as a function of temperature. To avoid excessive variations of the input voltage Vin between the measurement of the first output voltage Voutl and the measurement of the second output voltage Vout2, the measurements of the first output voltage Voutl and the measurement of the second output voltage Vout2 in a very short time in front of the possible variations of the input voltage Vin. Typically, for a Vin input voltage operating at a few kilohertz (kHz), a sampling frequency of 1 megahertz (MHz) between the two measurements is sufficient to ensure correct accuracy. According to this first method, the gain G is determined for each calculation of the input voltage Vin, which makes it possible to take account of a variation of the gain G between two successive calculations, for example due to temperature variations.

En variante, il est possible de calculer le gain G, de stocker le gain G en mémoire et d'utiliser le gain G mémorisé pour plusieurs calculs successifs de la tension d'entrée Vin uniquement à partir de la première tension de sortie Voutl et du gain G mémorisé, sans mesurer systématiquement la deuxième tension de sortie Vout2 pour calculer la tension d'entrée Vin. La Figure 3 illustre un deuxième procédé de mesure mise en oeuvre à partir du dispositif de mesure 6 de la Figure 1. Le deuxième procédé comprend une phase de calibration PC et une phase de mesure PM mises en oeuvre alternativement.Alternatively, it is possible to calculate the gain G, store the gain G in memory and use the gain G stored for several successive calculations of the input voltage Vin only from the first output voltage Voutl and the G gain stored, without systematically measuring the second output voltage Vout2 to calculate the input voltage Vin. FIG. 3 illustrates a second measurement method implemented from the measurement device 6 of FIG. 1. The second method comprises a PC calibration phase and a PM measurement phase implemented alternately.

La phase de calibration PC comprend la première étape de mesure El et la deuxième étape de mesure E2, à l'issue desquelles l'unité de commande calcule le gain G et le stocke dans une mémoire. En option, la phase de calibration PC comprend le calcul d'une mesure de la tension d'entrée Vin en fonction du gain mémorisé G et de la première tension de sortie Voutl mesurée dans la première étape de mesure El de la phase de calibration PC. La phase de mesure PM comprend la répétition de la première étape El avec le calcul de la tension d'entrée en fonction de la première tension mesurée à la première étape et du gain G mémorisé dans la phase de calibration PC. Une pluralité de calculs de la tension d'entrée sont effectués pendant la phase de mesure PM, à partir d'une valeur de gain G calculée dans la phase de calibration PC précédente. La phase de calibration PC est mise en oeuvre périodiquement par exemple avec une périodicité temporelle, par exemple toutes les secondes ou toutes les minutes, pour compenser de faible variation du gain dues à la température. Dans une variante du premier procédé et du deuxième procédé, l'unité de calcul 12 calcule le gain G comme la dernière valeur instantanée du gain calculée en fonction de la première tension Voutl et de la deuxième de tension Vout2. En variante, l'unité de calcul 12 calcule le gain G en fonction de plusieurs valeurs instantanées calculées précédemment. Le gain G est déterminé par exemple comme la moyenne d'une pluralité de valeurs instantanées déterminées précédemment, de préférence une moyenne glissante sur un nombre déterminé de valeurs instantanées calculées précédemment. Dans un exemple, la première source de tension 20 délivre une première tension de 1V, la deuxième source de tension 22 délivre une deuxième tension de 2V, la première résistance R1 a un impédance théorique de 100 kiloohms (kg)) et la deuxième résistance R2 a une impédance théorique de 10 kO, soit un gain théorique de 0,0909.The PC calibration phase comprises the first measurement step E1 and the second measurement step E2, after which the control unit calculates the gain G and stores it in a memory. As an option, the PC calibration phase comprises the calculation of a measurement of the input voltage Vin as a function of the stored gain G and of the first output voltage Voutl measured in the first measurement step E1 of the PC calibration phase . The measurement phase PM comprises the repetition of the first step E1 with the calculation of the input voltage as a function of the first voltage measured in the first step and the gain G stored in the calibration phase PC. A plurality of calculations of the input voltage are performed during the measurement phase PM, from a gain value G calculated in the previous PC calibration phase. The PC calibration phase is implemented periodically, for example with a period of time, for example every second or every minute, to compensate for a small variation in the gain due to the temperature. In a variant of the first method and the second method, the calculation unit 12 calculates the gain G as the last instantaneous value of the calculated gain as a function of the first voltage Voutl and the second voltage Vout2. In a variant, the calculation unit 12 calculates the gain G as a function of several instantaneous values calculated previously. The gain G is determined, for example, as the average of a plurality of instantaneous values determined previously, preferably a sliding average over a given number of instantaneous values calculated previously. In one example, the first voltage source 20 delivers a first voltage of 1V, the second voltage source 22 delivers a second voltage of 2V, the first resistor R1 has a theoretical impedance of 100 kiloohms (kg) and the second resistor R2 has a theoretical impedance of 10 kO, a theoretical gain of 0.0909.

Supposons que les impédances réelles de la première résistance R1 et de la deuxième résistance R2 sont de respectivement 98 700 û et de 99 060 û, le gain réel est alors de 0,0917. Pour une tension d'entrée de 7,236V, l'unité de calcul 12 mesure une première tension de sortie de 1, 5716 V et une deuxième de tension de sortie de 2,4799 V, et calcule un gain G de 0,0917 et une tension d'entrée de 7,234 volts, soit une erreur de 0,03%. Un calcul sur la base des impédances théoriques et du gain théorique donnerait une tension d'entrée de 7,337 V, soit une erreur de 1,4% bien supérieure.Assume that the real impedances of the first resistor R1 and the second resistor R2 are respectively 98 700 û and 99 060 û, the real gain is then 0.0917. For an input voltage of 7.236V, the computing unit 12 measures a first output voltage of 1. 5716 V and a second output voltage of 2.4799 V, and calculates a G gain of 0.0917 and an input voltage of 7.234 volts, an error of 0.03%. A calculation based on the theoretical impedances and the theoretical gain would give an input voltage of 7.337V, a much higher error of 1.4%.

Ainsi, le procédé de mesure et le dispositif de mesure 6 permettent de mesurer la tension d'entrée de manière précise, sur la base d'un calcul du gain précis permettant de tenir compte d'une éventuelle différence entre le gain théorique et le gain réel, du fait des conditions d'utilisation ou des tolérances de fabrication des composants. Le système électronique 2 de la Figure 1 est adapté pour la mesure d'une tension simple définie entre un potentiel variable et un potentiel fixe, de préférence la masse. La Figure 4 illustre un système électronique 2 pour la mesure d'une tension d'entrée différentielle Vinciiif. La source de tension fournit une tension d'entrée différentielle Vindiff qui est la différence entre une première tension d'entrée Vina variable et une deuxième tension d'entrée Vinb variable. La première tension d'entrée et la deuxième tension d'entrée s'expriment en fonction de la tension d'entrée différentielle Vind,ff et d'une tension de mode commun Vinn,, selon les équations suivantes : Vin =Vina -Vinb (7) Vind, Vina =Vinm, + 2 - (8) Vindiff (9) Vinb =Vinm, 2 Le dispositif de mesure 6 possède une première voie A de traitement de la première tension d'entrée Vina et une deuxième voie B de traitement de la deuxième tension d'entrée Vinb.Thus, the measuring method and the measuring device 6 make it possible to measure the input voltage accurately, on the basis of a precise gain calculation making it possible to take account of a possible difference between the theoretical gain and the gain. real, because of the conditions of use or the manufacturing tolerances of the components. The electronic system 2 of FIG. 1 is suitable for measuring a simple voltage defined between a variable potential and a fixed potential, preferably the mass. Figure 4 illustrates an electronic system 2 for measuring a differential input voltage Vinciiif. The voltage source provides a differential input voltage Vindiff which is the difference between a first variable input voltage Vina and a second input variable voltage Vinb. The first input voltage and the second input voltage are expressed as a function of the differential input voltage Vind, ff and a common mode voltage Vinn ,, according to the following equations: Vin = Vina -Vinb ( 7) Vind, Vina = Vinm, + 2 - (8) Vindiff (9) Vinb = Vinm, 2 The measuring device 6 has a first channel A for processing the first input voltage Vina and a second channel B for processing of the second Vinb input voltage.

Dans la suite de la description, les références numériques des éléments et des grandeurs associées (résistance, tension) analogues à ceux du système électronique de la Figure 1 sont reprises, ceux de la première voie A et de la deuxième voie B étant distingués respectivement par le suffixe a et le suffixe b.In the remainder of the description, the numerical references of the elements and the associated quantities (resistance, voltage) similar to those of the electronic system of FIG. 1 are repeated, those of the first channel A and the second channel B being distinguished respectively by the suffix a and the suffix b.

Le dispositif de mesure 6 de la Figure 3 diffère de celui de la Figure 1 en ce qu'il comprend un première module d'adaptation de tension 8a pour recevoir la première tension d'entrée Vina, un deuxième module d'adaptation de tension 8b pour recevoir la deuxième tension d'entrée Vinb et un module d'amplification différentielle 26.The measuring device 6 of Figure 3 differs from that of Figure 1 in that it comprises a first voltage matching module 8a for receiving the first input voltage Vina, a second voltage matching module 8b to receive the second input voltage Vinb and a differential amplification module 26.

Le premier module d'adaptation de tension 8a et le deuxième module d'adaptation de tension 8b sont identiques à celui de la Figure 1. La première tension de référence Vrefl de la première source de tension 20a du premier module de tension 8a est égale à la première tension de référence Vrefl de la première source de tension 20b du deuxième module de tension 8b. Les premières sources de tension 20a, 20b sont par exemple distinctes. En variante, une unique première source de tension est commune aux deux modules d'adaptation de tension 8a, 8b. La deuxième tension de référence Vref2 de la deuxième source de tension 22a du premier module de tension 8a est égale à la deuxième tension de référence Vref2 de la deuxième source de tension 22b du deuxième module de tension 8b. Les deuxièmes sources de tension 22a, 22b sont par exemple distinctes. En variante, une unique deuxième source de tension est commune aux deux modules d'adaptation de tension 8a, 8b. Le module d'amplification différentielle 26 comprend une première entrée 28a connectée à la sortie du premier module d'adaptation 8a, une deuxième entrée 28b connectée à la sortie du deuxième module d'adaptation et une sortie différentielle 30 délivrant une tension de sortie différentielle sensiblement proportionnelle à la différence entre les tensions appliquée à la première entrée 28a et à la deuxième entrée 28b. Le module d'amplification différentielle 26 comprend un amplificateur différentiel 32 possédant un premier noeud d'entrée 34a pour recevoir un tension provenant de la première entrée 28a et un deuxième noeud d'entrée 34b pour recevoir un tension provenant de la deuxième entrée 28b, et un noeud de sortie 36 connecté à la sortie différentielle 30. Le module d'amplification différentielle 26 comprend un premier suiveur de tension 38a disposé entre la première entrée 28a et le premier noeud d'entrée 34a et un deuxième suiveur de tension 38b disposé entre la deuxième entrée 28b et le deuxième noeud d'entrée 34b. Le premier suiveur de tension 38a délivre une tension sensiblement identique à la tension qu'il reçoit. Le premier suiveur de tension 38a est formé par un premier amplificateur opérationnel U1 monté en suiveur. Le premier amplificateur opérationnel U1 possède une première tension d'offset parasite 01.The first voltage matching module 8a and the second voltage matching module 8b are identical to that of FIG. 1. The first reference voltage Vrefl of the first voltage source 20a of the first voltage module 8a is equal to the first reference voltage Vrefl of the first voltage source 20b of the second voltage module 8b. The first voltage sources 20a, 20b are for example distinct. Alternatively, a single first voltage source is common to both voltage matching modules 8a, 8b. The second reference voltage Vref2 of the second voltage source 22a of the first voltage module 8a is equal to the second reference voltage Vref2 of the second voltage source 22b of the second voltage module 8b. The second voltage sources 22a, 22b are for example distinct. Alternatively, a single second voltage source is common to both voltage matching modules 8a, 8b. The differential amplification module 26 comprises a first input 28a connected to the output of the first adaptation module 8a, a second input 28b connected to the output of the second adaptation module and a differential output 30 delivering a differential output voltage substantially. proportional to the difference between the voltages applied to the first input 28a and the second input 28b. The differential amplification module 26 comprises a differential amplifier 32 having a first input node 34a for receiving a voltage from the first input 28a and a second input node 34b for receiving a voltage from the second input 28b, and an output node 36 connected to the differential output 30. The differential amplification module 26 comprises a first voltage follower 38a disposed between the first input 28a and the first input node 34a and a second voltage follower 38b disposed between the second input 28b and the second input node 34b. The first voltage follower 38a delivers a voltage substantially identical to the voltage it receives. The first voltage follower 38a is formed by a first operational amplifier U1 mounted as a follower. The first operational amplifier U1 has a first parasitic offset voltage O1.

Le deuxième suiveur de tension 38b délivre une tension sensiblement identique à la tension qu'il reçoit. Le deuxième suiveur de tension 38b est formé par un deuxième amplificateur opérationnel U2 monté en suiveur. Le deuxième amplificateur opérationnel possède une deuxième tension d'offset parasite o2.The second voltage follower 38b delivers a voltage substantially identical to the voltage it receives. The second voltage follower 38b is formed by a second operational amplifier U2 mounted as a follower. The second operational amplifier has a second parasitic offset voltage o2.

L'amplificateur différentiel 32 délivre une tension de sortie différentielle sensiblement proportionnelle à la différence entre les tensions appliquées au premier noeud d'entrée 34a et au deuxième noeud d'entrée 34b. L'amplificateur différentiel 32 est formé par un troisième amplificateur opérationnel U3 monté en amplificateur différentiel à l'aide d'une troisième résistance de première voie R3a, d'une troisième résistance de deuxième voie R3b, d'une quatrième résistance de première voie R4a, d'une quatrième résistance de deuxième voie R4b, et d'une source de tension de polarisation 40 fournissant une tension de polarisation Vpol. Le troisième amplificateur U3 possède une troisième tension d'offset parasite o3. Dans le montage en amplificateur différentiel, la troisième résistance de première voie R3a est disposée entre le premier noeud d'entrée 34a et l'entrée non-inverseuse du troisième amplificateur opérationnel U3 et la quatrième résistance de première voie R4a est disposée entre l'entrée non-inverseuse du troisième amplificateur opérationnel U3 et la source de tension de polarisation 40. En outre la troisième résistance de deuxième voie R3b est disposée entre le deuxième noeud d'entrée 34b et l'entrée inverseuse du troisième amplificateur opérationnel U3, et la quatrième résistance de deuxième voie R4b est disposée entre l'entrée inverseuse du troisième amplificateur opérationnel U3 et la sortie de celui-ci. Les troisièmes résistances R3a, R3b possèdent des impédances théoriquement identiques, mais qui peuvent différer en pratique compte tenu des tolérances de fabrication et des conditions d'utilisation. Les quatrièmes résistances R4a, R4b possèdent des impédances théoriquement identiques, mais qui peuvent différer en pratique compte tenu des tolérances de fabrication et des conditions d'utilisation. Le module d'amplification différentielle 26 comprend une première sortie suiveuse 42a et une deuxième sortie suiveuse 42b, reliées respectivement à la sortie du premier suiveur de tension 38a et à la sortie du deuxième suiveur de tension 38b. Le dispositif de mesure 6 comprend un premier module de commutation 44a disposé entre le premier module d'adaptation de tension 8a et la première entrée 28a, et un deuxième module de commutation 44b est disposé entre le deuxième module d'adaptation de tension 8b et la deuxième entrée 28b.The differential amplifier 32 delivers a differential output voltage substantially proportional to the difference between the voltages applied to the first input node 34a and the second input node 34b. The differential amplifier 32 is formed by a third operational amplifier U3 mounted as differential amplifier by means of a third first path resistor R3a, a second second path resistor R3b, a fourth first path resistor R4a , a fourth second path resistor R4b, and a bias voltage source 40 providing a bias voltage Vpol. The third amplifier U3 has a third parasitic offset voltage o3. In the differential amplifier arrangement, the first first path resistor R3a is disposed between the first input node 34a and the non-inverting input of the third operational amplifier U3 and the fourth first path resistor R4a is disposed between the input non-inverting third operational amplifier U3 and the bias voltage source 40. In addition the third second path resistor R3b is disposed between the second input node 34b and the inverting input of the third operational amplifier U3, and the fourth second channel resistor R4b is disposed between the inverting input of the third operational amplifier U3 and the output thereof. The third resistors R3a, R3b have theoretically identical impedances, but which may differ in practice in view of manufacturing tolerances and conditions of use. The fourth resistors R4a, R4b have theoretically identical impedances, but which may differ in practice in view of manufacturing tolerances and conditions of use. The differential amplification module 26 comprises a first follower output 42a and a second follower output 42b, respectively connected to the output of the first voltage follower 38a and the output of the second voltage follower 38b. The measuring device 6 comprises a first switching module 44a arranged between the first voltage matching module 8a and the first input 28a, and a second switching module 44b is arranged between the second voltage matching module 8b and the second second entry 28b.

Chaque module de commutation 44a, 44b est configuré pour connecter l'entrée correspondante du module d'amplification différentiel sélectivement à la sortie du module d'adaptation correspondant, en l'isolant d'une masse électrique, ou à la masse électrique, en l'isolant de la sortie du module d'adaptation correspondant.Each switching module 44a, 44b is configured to connect the corresponding input of the differential amplification module selectively to the output of the corresponding adaptation module, by isolating it from an electrical ground, or to the electrical earth, insulation of the output of the corresponding adaptation module.

Le premier module de commutation 44a comprend par exemple un dispositif de commutation formé par un troisième interrupteur S3a de première voie entre la sortie du premier module d'adaptation de tension 8a et la première entrée 28a et un quatrième interrupteur S4a de première voie entre la première entrée 28a et la masse électrique. Le deuxième module de commutation 44b comprend par exemple un dispositif de commutation formé par un troisième interrupteur S3b de deuxième voie entre la sortie du deuxième module d'adaptation de tension 8b et la deuxième entrée 28b et un quatrième interrupteur S4b de deuxième voie entre la deuxième entrée 28b et la masse électrique. Chaque module de commutation est commandé par l'unité de calcul 12. Chacun des troisièmes interrupteurs S3a, S3b et des quatrièmes interrupteurs S4a, S4b est par exemple un interrupteur analogique commandé par l'unité de calcul 12. Le dispositif de mesure 6 comprend un multiplexeur 46 pour connecter l'entrée du convertisseur analogique numérique 10 sélectivement à l'une de la première sortie suiveuse 42a, de la deuxième sortie suiveuse 42b et de la sortie différentielle 30. Le multiplexeur 46 comprend un cinquième interrupteur S5 pour connecter l'entrée du convertisseur analogique numérique 10 à la première sortie suiveuse 42a lorsque le cinquième interrupteur S5 est fermé ou l'isoler de la première sortie suiveuse 42a lorsque le cinquième interrupteur S5 est ouvert Le multiplexeur 46 comprend un sixième interrupteur S6 pour connecter l'entrée du convertisseur analogique numérique 10 à la sortie différentielle 30 lorsque le sixième interrupteur S6 est fermé ou l'isoler de la sortie différentielle 30 lorsque le sixième interrupteur S6 est ouvert. Le multiplexeur 46 comprend un septième interrupteur S7 pour connecter l'entrée du convertisseur analogique numérique 10 à la deuxième sortie suiveuse 42b lorsque le septième interrupteur S7 est fermé ou l'isoler de la deuxième sortie suiveuse 42b lorsque le septième interrupteur S7 est ouvert. La mesure précise de la tension différentielle Vindiff dépend de paramètres des modules d'adaptation de tension 8a, 8b et du module d'amplification différentiel 26. Le dispositif de mesure 6 permet de déterminer ces différents paramètres en disposant les dispositifs de commutation des modules d'adaptation 8a, 8b et les modules de commutation 44a, 44b dans différentes configurations. Dans la suite, on définit les paramètres Ka et Kb comme suit : Ka =R4a xR3b + R4b R3b R3a + R4a R Kb =4b R3b La table de vérité suivante associe à chaque configuration des dispositifs de commutation des modules d'adaptation de tension 8a, 8b et des modules de commutations 44a, 44b une mesure respective M1 à M10 : Interrupteurs Mesure Etage Correction Etage Correction Mux d'adaptation d'offset d'adaption d'offset voie a voie a voie b voie b S1a S2a S3a S4a S1b S2b S3b S4b S5 S6 S7 1 0 1 0 X X X X1 0 0 M1 0 1 1 0 X X X X1 0 0 M2 X X X X 1 0 1 0 0 0 1 M3 X X X X 0 1 1 0 0 0 1 M4 X X 0 1X X X X1 0 0 M5 X X X X X X 0 1 0 0 1 M6 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 M7 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 M8 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 M9 X X 0 1 X X 0 1 0 1 0 M10 Dans la table de vérité ci-dessus, la valeur « X » signifie que l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur est indifférent.The first switching module 44a comprises, for example, a switching device formed by a third first-channel switch S3a between the output of the first voltage matching module 8a and the first input 28a and a fourth first-channel switch S4a between the first input 28a and the electrical ground. The second switching module 44b for example comprises a switching device formed by a third switch S3b of second path between the output of the second voltage matching module 8b and the second input 28b and a fourth switch S4b second channel between the second 28b input and electrical ground. Each switching module is controlled by the computing unit 12. Each of the third switches S3a, S3b and fourth switches S4a, S4b is for example an analog switch controlled by the calculation unit 12. The measuring device 6 comprises a multiplexer 46 for connecting the input of the digital analog converter 10 selectively to one of the first follower output 42a, the second follower output 42b and the differential output 30. The multiplexer 46 includes a fifth switch S5 for connecting the input of the digital to analog converter 10 to the first follower output 42a when the fifth switch S5 is closed or to isolate it from the first follower output 42a when the fifth switch S5 is open The multiplexer 46 comprises a sixth switch S6 to connect the input of the converter digital analog 10 to the differential output 30 when the sixth switch S6 is closed or isolate it from the differential output 30 when the sixth switch S6 is open. The multiplexer 46 comprises a seventh switch S7 for connecting the input of the digital analog converter 10 to the second follower output 42b when the seventh switch S7 is closed or isolating it from the second follower output 42b when the seventh switch S7 is open. The precise measurement of the differential voltage Vindiff depends on the parameters of the voltage matching modules 8a, 8b and the differential amplification module 26. The measurement device 6 makes it possible to determine these various parameters by arranging the switching devices of the modules 8a, 8b and the switching modules 44a, 44b in different configurations. In the following, the parameters Ka and Kb are defined as follows: Ka = R4a xR3b + R4b R3b R3a + R4a R Kb = 4b R3b The following truth table associates with each configuration of switching devices voltage matching modules 8a , 8b and switching modules 44a, 44b a respective measurement M1 to M10: Switches Measurement Stage Correction Stage Correction Mux of offset adaptation adaptation of channel a channel b channel b S1a S2a S3a S4a S1b S2b S3b S4b S5 S6 S7 1 0 1 0 XXX X1 0 0 M1 0 1 1 0 XXX X1 0 0 M2 XXXX 1 0 1 0 0 0 1 M3 XXXX 0 1 1 0 0 0 1 M4 XX 0 1X XX X1 0 0 M5 XXXXXX 0 1 0 0 1 M6 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 M7 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 M8 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 M9 XX 0 1 XX 0 1 0 1 0 M10 In the truth table above, the value "X" means that the open or closed state of the switch is indifferent.

Les équations ci-dessous donnent pour chaque mesure l'équation permettant de calculer la grandeur associée. M1 = Vina x Ga + Vreflx (1- Ga) + ol M2 =Vina x Ga + Vref 2 x (1- Ga) + ol M3 =VinbxGb + Vref lx (1 - Gb)+ o2 M4 =Vinb xGb + Vref 2 x (1- Gb) + o2 M5 = ol M6 = o2 13 (10) M7 = Vinde 2 x(Ka x Ga + Kb x Gb) + Vin .cx (Ka x Ga - Kb x Gb) + Vref 1x Ka x (1- Ga) - Vref 2 x Kb x(1- Gb) + Vpol x(1+ Ka - Kb) +olxKa -o2xKb+o3 M8 = Vin de x-1(Ka x Ga + Kb x Gb) + Vin ., x (Ka x Ga - Kb x Gb) 2 + Vref lx Ka x (1- Ga) - Vref 1x Kb x(1- Gb) + Vpol x(1+ Ka - Kb) + olx Ka - o2x Kb + o3 M9 = Vin de x 1(Ka x Ga + Kb xGb)+ Vin ., x (Ka x Ga - Kb x Gb) 2 + Vref 2 x Ka x (1- Ga) - Vref lx Kb x(1- Gb) + Vpol x(1+ Ka - Kb) + olxKa- o2xKb + o3 M10 = olx Ka - o2x Kb + o3 (21) Ga =1 M2 - M1 Vref 2 - Vref 1 M Gb = 1 M4-M3 (23) Vref 2 - Vref 1 ol = M5 (24) o2 = M6 (25) M8- M7 Kb = (26) (Vref 2- Vref ex (1 - Gb) Ka = M9 - M8 (27) (Vref 2 - Vref 1)x (1- Ga) o3 = o2x Kb - olx Ka - M10 (28) Une fois les paramètres Ga, Gb, ol , o2, o3 Ka, Kb déterminés, il possible de déterminer Vin,n, et Vinde comme suit à partir de trois mesures, par exemple M2, M3 et M8: Vina M2 - Vref 2 x (1- Ga) - ol Ga Vinb M3 - Vref lx (1 - Gb)- o2 Gb 1 Vin. 2 + Vinb) (18) (19) (20) (22) (29) (30) (31) Vindiff se calcule ensuite par exemple à partir de l'équation (19) comme suit : = 2 x Vinde M8 - Vin x (Ka x Ga - Kb x Gb) + Vreflx[Kb x (1 - Gb)- Ka x (1 - Ga)l-Vpol x (1+ Ka - Kb) - olx Ka + o2x Kb - o3 KaxGa + KbxGb (32) Un troisième procédé de mesure illustré sur la Figure 5 comprend un cycle de mesure comprenant des étapes de mesure comprenant une première étape de mesure EM1, une deuxième étape de mesure EM2, ... et ainsi de suite jusqu'à une dixième étape de mesure EM10, réalisée successivement de manière cyclique, chaque étape de mesure correspondant à une configuration respective des dispositifs de commutation 24a, 24b , des modules de commutation 44a, 44b et du multiplexeur 46, permettant de mesurer une mesure respective M1 à M10. L'unité de calcul 12 commande les dispositifs de commutation 24a, 24b, les modules de commutation 44a, 44b et le multiplexeur 46, pour obtenir successivement les différentes configurations et effectue une mesure pour chaque configuration à partir du signal numérique délivré par le convertisseur analogique numérique 10. L'unité de calcul 12 obtient ainsi à chaque cycle les mesures M1 à M10. A partir des mesures, l'unité de calcul 12 calcule, au fur et à mesure du cycle de mesure ou en fin de cycle de mesure, une mesure de la tension différentielle à partir des différentes équations. Sur la Figure 5, les paramètres calculables au fur et à mesure sont indiqués à chaque étape de mesure.The equations below give for each measurement the equation allowing to calculate the associated quantity. M1 = Vina x Ga + Vreflx (1- Ga) + ol M2 = Vina x Ga + Vref 2 x (1- Ga) + ol M3 = VinbxGb + Vref lx (1-Gb) + o2 M4 = Vinb xGb + Vref 2 x (1- Gb) + o2 M5 = ol M6 = o2 13 (10) M7 = Vinde 2 x (Ka x Ga + Kb x Gb) + Vin .cx (Ka x Ga - Kb x Gb) + Vref 1x Ka x (1- Ga) - Vref 2 x Kb x (1 Gb) + Vpol x (1+ Ka - Kb) + olxKa -o2xKb + o3 M8 = Wine of x-1 (Ka x Ga + Kb x Gb) + Wine ., x (Ka x Ga - Kb x Gb) 2 + Vref 1x Ka x (1 Ga) - Vref 1x Kb x (1 Gb) + Vpol x (1+ Ka - Kb) + olx Ka - o2x Kb + o3 M9 = Wine of x 1 (Ka x Ga + Kb xGb) + Wine., x (Ka x Ga - Kb x Gb) 2 + Vref 2 x Ka x (1 Ga) - Vref 1 x Kb x (1 Gb) ) + Vpol x (1+ Ka - Kb) + olxKa2xKb + o3 M10 = olx Ka - o2x Kb + o3 (21) Ga = 1 M2 - M1 Vref 2 - Vref 1 M Gb = 1 M4-M3 (23) Vref 2 - Vref 1 ol = M5 (24) o2 = M6 (25) M8-M7 Kb = (26) (Vref 2- Vref ex (1-Gb) Ka = M9-M8 (27) (Vref 2 - Vref 1 ) x (1- Ga) o3 = o2x Kb - olx Ka - M10 (28) Once the parameters Ga, Gb, ol, o2, o3 Ka, Kb determined, it is possible to determine Vin, n, and Vinde as follows at go ir of three measurements, for example M2, M3 and M8: Vina M2 - Vref 2 x (1 Ga) - ol Ga Vinb M3 - Vref lx (1 - Gb) - o2 Gb 1 Vin. 2 + Vinb) (18) (19) (20) (22) (29) (30) (31) Vindiff is then calculated for example from equation (19) as follows: = 2 x Vinde M8 - Wine x (Ka x Ga - Kb x Gb) + Vreflx [Kb x (1 - Gb) - Ka x (1 - Ga) 1 - Vpol x (1+ Ka - Kb) - olx Ka + o2x Kb - o3 KaxGa + KbxGb (32) A third measurement method illustrated in FIG. 5 comprises a measurement cycle comprising measurement steps comprising a first measurement step EM1, a second measuring step EM2, ... and so on up to a tenth measuring step EM10, carried out cyclically successively, each measuring step corresponding to a respective configuration of the switching devices 24a, 24b, the switching modules 44a, 44b and the multiplexer 46, for measuring a respective measurement M1 to M10. The calculation unit 12 controls the switching devices 24a, 24b, the switching modules 44a, 44b and the multiplexer 46, in order to successively obtain the different configurations and makes a measurement for each configuration from the digital signal delivered by the analog converter. The calculation unit 12 thus obtains at each cycle the measurements M1 to M10. From the measurements, the computing unit 12 calculates, as the measuring cycle or at the end of the measuring cycle, a measurement of the differential voltage from the different equations. In Figure 5, the parameters that can be computed over time are indicated at each measurement step.

Un quatrième procédé de mesure illustré sur la Figure 6 comprend une phase de calibration PC et une phase de mesure PM mises en oeuvre alternativement. La phase calibration PC comprend la réalisation des étapes de mesure fournissant les mesures M1 à M10 nécessaires au calcule des paramètres. Les paramètres calculés sont stockés dans une mémoire.A fourth measurement method illustrated in FIG. 6 comprises a PC calibration phase and a PM measurement phase implemented alternately. The PC calibration phase comprises carrying out the measurement steps providing the measurements M1 to M10 necessary for calculating the parameters. The calculated parameters are stored in a memory.

En option, la phase de calibration PC comprend la réalisation de l'ensemble des étapes de mesure EM1 à EM10 et le calcul d'une mesure de la tension différentielle Vinci«. La phase de mesure PM comprend la répétition d'un cycle de mesure CM comprenant les étapes de mesures nécessaire au calcul de la tension différentielle à partir des paramètres stockés dans la mémoire lors de la phase de calibration PC. Le cycle de mesure CM comprend ici les étapes de mesure EM2, EM3 et EM8 permettant de réaliser les mesures M2, M3 et M8. Une pluralité de cycles de mesure CM sont réalisés pendant la phase de mesure PM. A chaque cycle de mesure CM, l'unité de calcul 12 calcule la tension différentielle Vinci/if à partir des mesures réalisées dans le cycle de mesure CM et des paramètres mémorisés dans la phase de calibration PC.As an option, the PC calibration phase comprises carrying out all the measurement steps EM1 to EM10 and calculating a measurement of the differential voltage VINCI ". The measurement phase PM comprises the repetition of a measurement cycle CM comprising the measurement steps necessary for calculating the differential voltage from the parameters stored in the memory during the PC calibration phase. The measuring cycle CM here comprises the measurement steps EM2, EM3 and EM8 making it possible to carry out the measurements M2, M3 and M8. A plurality of measurement cycles CM are performed during the measurement phase PM. At each measurement cycle CM, the calculation unit 12 calculates the differential voltage V1 / IF from the measurements made in the measurement cycle CM and the parameters stored in the calibration phase PC.

La phase de calibration PC est mise en oeuvre périodiquement par exemple avec une périodicité temporelle, par exemple toutes les secondes ou toutes les minutes, pour compenser de faibles variations des paramètres. Dans le troisième ou le quatrième procédé de mesure, chaque paramètre de calcul est déterminé comme une valeur instantanée de ce paramètre en fonction des mesures de la phase de calibration. En variante, chaque paramètre est déterminé en fonction de plusieurs valeurs instantanées successives calculées lors de différents cycles de mesure ou lors de différentes phases de calibration. Chaque paramètre est déterminé par exemple comme une moyenne glissante sur un nombre déterminé de valeurs instantanées de ce paramètre calculées préalablement. Dans le troisième et le quatrième procédé, on notera que chacune des mesures M1, M2, M3 et M4 consiste à mesurer la tension délivrée par un module d'adaptation de tension 8a, 8b dont le noeud de connexion est connecté à la première source de tension ou la deuxième source de tension de ce module d'adaptation de tension.The PC calibration phase is implemented periodically, for example with a period of time, for example every second or every minute, to compensate for small variations in the parameters. In the third or fourth measurement method, each calculation parameter is determined as an instantaneous value of this parameter as a function of the measurements of the calibration phase. As a variant, each parameter is determined as a function of several successive instantaneous values calculated during different measurement cycles or during different calibration phases. Each parameter is determined for example as a sliding average over a predetermined number of instantaneous values of this parameter previously calculated. In the third and the fourth method, it will be noted that each of the measurements M1, M2, M3 and M4 consists in measuring the voltage delivered by a voltage matching module 8a, 8b whose connection node is connected to the first source of voltage. voltage or the second voltage source of this voltage matching module.

En particulier, le gain Ga est calculé en fonction d'une première tension de sortie délivrée par le premier module d'adaptation de tension 8a lorsque le noeud de connexion 18a est connecté à la première source de tension 20a (mesure M1) et d'une deuxième tension de sortie délivrée lorsque le noeud de connexion 18a est connecté à la deuxième source de tension 22a (mesure M2).In particular, the gain Ga is calculated as a function of a first output voltage delivered by the first voltage matching module 8a when the connection node 18a is connected to the first voltage source 20a (measurement M1) and of a second output voltage delivered when the connection node 18a is connected to the second voltage source 22a (measurement M2).

De même, le gain Gb est calculé en fonction d'une première tension de sortie délivrée par le deuxième module d'adaptation de tension 8b lorsque le noeud de connexion 18b est connecté à la première source de tension 20b (mesure M3) et d'une deuxième tension de sortie délivrée lorsque le noeud de connexion 18b est connecté à la deuxième source de tension 22b (mesure M4).Similarly, the gain Gb is calculated as a function of a first output voltage delivered by the second voltage matching module 8b when the connection node 18b is connected to the first voltage source 20b (measurement M3) and of a second output voltage delivered when the connection node 18b is connected to the second voltage source 22b (measurement M4).

La tension d'entrée de mode commun Vin mc est calculée en fonction des gains Ga, Gb et d'une tension de sortie délivrée par le premier module d'adaptation de tension 8a lorsque son noeud de connexion 18a est connecté à la deuxième source de tension 20a (mesure M2) et de la tension de sortie délivrée par le deuxième module d'adaptation de tension 8b lorsque son noeud de connexion 18b est connecté à la première source de tension 20b (mesure M3). Par ailleurs, dans le troisième et le quatrième procédé, dans les étapes de mesure EM5, EM6 et EM10, on notera que les entrées du module d'amplification différentielle 26 sont isolées des sorties des modules d'adaptation 8a, 8b, que l'on mesure la tension délivrée par chaque sortie du module d'amplification différentielle 26, et que l'on calcule ainsi les paramètres d'amplification à partir des tensions mesurées, en particulier le premier offset o1, le deuxième offset o2 et le troisième offset o3.The common mode input voltage Vin mc is calculated as a function of the gains Ga, Gb and of an output voltage delivered by the first voltage matching module 8a when its connection node 18a is connected to the second source of voltage. voltage 20a (measurement M2) and the output voltage delivered by the second voltage matching module 8b when its connection node 18b is connected to the first voltage source 20b (measurement M3). Furthermore, in the third and fourth methods, in the measurement steps EM5, EM6 and EM10, it will be noted that the inputs of the differential amplification module 26 are isolated from the outputs of the adaptation modules 8a, 8b, which the the voltage delivered by each output of the differential amplification module 26 is measured, and the amplification parameters are thus calculated from the measured voltages, in particular the first offset o1, the second offset o2 and the third offset o3 .

Les dispositifs de mesure des Figures 1 et 4 et les procédés associés permettent de mesurer des tensions simples ou différentielles, dont l'amplitude peut être amenée à dépasser la plage de numérisation du convertisseur analogique numérique. Ils permettent de corriger des erreurs de gain et d'offset apportées par les différents éléments de la chaîne de mesure, sans avoir besoin de déconnecter le composant électrique fournissant la tension d'entrée. Cette correction peut donc être effectuée de manière dynamique, sur un équipement embarqué, tel qu'un équipement avionique. Il est donc possible d'actualiser la calibration de l'ensemble du système en cours d'opération, pour compenser des dérives dues par exemple à des variations de température ou au vieillissement des composants, ce qui est impossible avec une unique calibration d'usine sur banc de test. Dans les différents modes de mise en oeuvre du procédé de mesure et les différents modes de réalisation du dispositif de mesure, une résistance possède de préférence une valeur de résistance supérieure à 10000.The measuring devices of FIGS. 1 and 4 and the associated methods make it possible to measure simple or differential voltages, the amplitude of which can be brought to exceed the digitizing range of the analog-digital converter. They make it possible to correct gain and offset errors made by the various elements of the measurement chain, without having to disconnect the electrical component supplying the input voltage. This correction can therefore be performed dynamically, on an on-board equipment, such as avionics equipment. It is therefore possible to update the calibration of the entire system during operation, to compensate for drifts due for example to temperature variations or aging components, which is impossible with a single factory calibration on test bench. In the various embodiments of the measurement method and the different embodiments of the measuring device, a resistor preferably has a resistance value greater than 10000.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et aux modes de mise en oeuvre décrits. Notamment, les Figures 1 et 4 illustrent des dispositifs de mesure 6 réalisés à partir de composants électroniques discrets (résistance, amplificateurs opérationnels, interrupteurs). En variante, un dispositif de mesure 6 est réalisé en circuit intégré, par exemple sur un circuit intégré dédié (ASIC) ou programmable (FPGA). L'invention s'applique en particulier aux capteurs utilisés dans le domaine aéronautique, par exemple pour détecter la position de commandes ou d'actionneurs.The invention is not limited to the embodiments and modes of implementation described. In particular, Figures 1 and 4 illustrate measuring devices 6 made from discrete electronic components (resistor, operational amplifiers, switches). In a variant, a measurement device 6 is made in an integrated circuit, for example on a dedicated integrated circuit (ASIC) or programmable circuit (FPGA). The invention applies in particular to sensors used in the aeronautical field, for example to detect the position of controls or actuators.

Claims

Claims 1. A voltage measurement method, in which an input voltage (Vin) is applied to at least one voltage adaptation module (8) comprising a first resistor (R1) arranged between an input (14) and a output (16), a second resistor (R2) disposed between the output and a connection node (18), the output voltage of the voltage matching module being a function of the input voltage and a gain (G ) of the voltage matching module, the measurement method comprising the steps of: - calculating the gain (G) as a function of a first output voltage (Vout1) delivered when the connection node (18) is connected to a first voltage source (20) and a second output voltage (Vout2) supplied when the connection node (18) is connected to a second voltage source (22); - calculate the input voltage (Vin) as a function of the gain (G) and one of the first output voltage (Vout1) and the second output voltage (Vout2).

2. Measuring method according to claim 1, wherein the gain (G) is updated for the calculation of each new input voltage measurement.

3. Measuring method according to claim 1, wherein the gain (G) is updated after several input voltage measurement calculations.

4. Measuring method according to claim 3, wherein the gain (G) is updated periodically.

5. Measuring method according to any one of the preceding claims, wherein the gain (G) is determined as an average of several instantaneous values previously calculated, including a sliding average over a predetermined number of instantaneous values calculated beforehand.

6. Measuring method according to any one of the preceding claims, wherein a differential voltage (Vinde) is applied to the inputs of a first adaptation module (8a) and a second adaptation module (8b). the output voltages of the adaptation modules are applied to the inputs of a differential amplification module (26) providing a differential output voltage proportional to the difference between the output voltages of the adaptation modules, the method comprising in addition to the steps of: - measuring the differential output voltage for at least one connection configuration of the connection nodes (18a, 18b) of the voltage matching modules (8a, 8b) to the first voltage source or the second source voltage associated with each voltage matching module - determining a measurement of the differential voltage (Vindiff) as a function of the input voltage measurements of each adaptation module and the or each differential output voltage.

7. Measurement method according to claim 6, comprising a calibration phase of the parameters of the differential amplification module, comprising, for at least one amplification parameter, the steps of: isolating the inputs of the differential amplification module (26) outputs of the adaptation modules (8a, 8b); measuring a voltage delivered by an output of the differential amplification module (26); determining the or each amplification parameter from the measured voltages.

8. Measuring method according to claim 6 or 7, wherein the differential amplification module (26) comprises a differential amplifier (32), the differential output delivering the output voltage of the differential amplifier, and a first follower (38a) and a second follower (38b) each arranged upstream of a respective input of the differential amplifier, the differential amplification module (26) comprising a respective follower output delivering the output voltage of each follower ( 38a, 38b).

9. A method according to claim 7 or 8, wherein the amplification coefficients comprise a first offset voltage (01) of a first operational amplifier of the first follower, a second offset voltage (o2) of a second operational amplifier of the second follower and an offset voltage (o3) of a third operational amplifier of the differential amplifier.

A voltage matching module (8) comprising a first resistor (R1) disposed between an input (14) and an output (16), a second resistor (R2) disposed between the output and a connection node ( 18), and a switching device (24) configured to selectively connect the node to a first voltage source (20) or a second voltage source (22).

11. Adaptation module according to any one of the preceding claims, wherein the switching device (24) comprises a first switch for connecting the node to the first potential and a second switch (S2) for connecting the node to the second potential. .

12. An electronic device for measuring voltage, comprising at least one adaptation module according to claim 10 or 11, a computing unit (12) and a digital analog converter (10) disposed between the voltage matching module (8). ) and the computing unit (12).

13. An electronic device according to claim 12, comprising two voltage matching modules (8a, 8b) and a differential amplification module (26) arranged between the voltage matching modules and the converter (10), the differential amplifier module (26) having two inputs each connected to the output of a respective voltage matching module (8) and a differential output (30) providing a voltage proportional to the difference of the voltages received at the inputs of the module differential amplifier (26).

14. The electronic device as claimed in claim 13, comprising a switching module between the output of each adaptation module and the corresponding input of the differential amplification module, each switching module being configured to connect the input of the module. Differential amplification selectively at the output of the adaptation module or at an electrical ground.