FR2998062A1 - Circuit de mesure pour determiner la resistance d'un composant resistant de capteur - Google Patents

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Abstract

Circuit de mesure (1) pour déterminer la résistance d'un composant de capteur (250) comprenant : - une borne d'alimentation (20) reliée à un pôle (10) d'une source d'alimentation, - au moins deux composants de résistance de mesure (100) ayant des résistances différentes, - plusieurs branchements de résistances de capteurs (200). Un multiplexeur (300) branche l'un des composants (100), en série avec le branchement (200). Une installation (400) mesure la tension entre un pôle du composant (100) et un pôle de la tension d'alimentation et aussi la tension entre un pôle de la résistance (200) sélectionnée et le second pôle (10) de la tension d'alimentation. Une unité de calcul (500) détermine la résistance du capteur (250).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un circuit de mesure pour déterminer la résistance d'un composant résistant d'un capteur ainsi qu'un procédé pour déterminer une telle résistance de composant résistant de capteur et un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre du procédé. Etat de la technique Dans les appareils de commande tels que ceux de ma- chines d'installation ou celles du domaine automobile, on détermine des lo valeurs de mesure. De nombreuses valeurs de mesure ne sont pas transmise directement mais indirectement à l'aide de composants résistants de capteur. Comme il existe une relation entre la résistance du composant de capteur et de la valeur de mesure, on peut calculer la valeur de mesure à partir de la référence du composant de capteur. 15 Par exemple, des composants résistants de type NTC et PTC dont les résistances varient en fonction de la température permettent de calculer par un calcul inverse, la valeur de la résistance (ou plus simplement "la résistance") en fonction de la température. Pour déterminer le niveau de la résistance du composant résistant de capteur on 20 peut relier un composant résistant de mesure comme diviseur de ten- sion au composant de capteur. La valeur de la résistance du composant résistant de mesure doit être adaptée à l'ordre de grandeur de la résistance du composant de capteur. A l'aide de la chute de tension mesurée sur différents composants de mesure, on peut déterminer la résistance 25 du composant résistant de capteur. Les mesures avec plusieurs compo- sants résistants de capteur et de composants résistants de mesure sont des opérations toutefois très compliquées. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- 30 cédé de mesure de la résistance d'un composant résistant de capteur aussi simple que possible. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet un circuit de mesure pour déterminer la résistance d'un composant résistant de 35 capteur comprenant : - une borne d'alimentation en tension reliée à un pôle d'une source d'alimentation en tension avec deux pôles, - au moins deux composants de résistance de mesure avec de préférence des résistances différentes, - un ou plusieurs branchements de résistances de capteurs chacun étant relié électriquement à un composant résistant de capteur, - un multiplexeur de sélection qui branche l'un sélectionné d'au moins deux composants de résistance de mesure, en série avec une borne de branchement de résistance de capteur d'un ou plusieurs tels branchements sélectionnés, - une installation de mesure de tension pour mesurer la tension entre un pôle du composant de résistance de mesure sélectionné et l'un des deux pôles de la tension d'alimentation et la tension entre un pôle du branchement de résistance de capteur sélectionnée et le se- cond pôle de la tension d'alimentation, - une unité de calcul pour déterminer la résistance d'un composant résistant de capteur relié à la borne de branchement de résistance de capteur sélectionnée à partir de la tension d'alimentation, de la résis- tance du composant de résistance de mesure sélectionné, de la ten- sion aux bornes du composant de résistance sélectionné et la tension du branchement de la résistance de capteur sélectionnée. En d'autres termes, l'invention a pour objet un circuit de mesure pour déterminer la résistance d'un composant résistant de cap- teur et comporte à cet effet un multiplexeur de sélection qui branche l'un des deux composants de résistance de mesure, en série avec une ou plusieurs bornes de résistance de mesure de capteur. Pour détermi- ner la résistance de ce composant résistant de capteur relié à la borne sélectionnée, il faut adapter la valeur de la résistance du composant de résistance de mesure sélectionné à l'ordre de grandeur de la résistance à déterminer. Grâce aux résistances de préférence différentes, d'au moins deux composants de résistance de mesure, on couvre une plage de valeurs importante pour les valeurs de résistance à déterminer. Comme le multiplexeur de sélection a également une résistance non négligeable, il fallait en tenir compte dans la procédure habituelle de dé- termination de la résistance d'un composant résistant de capteur relié à la borne de résistance de capteur sélectionnée. Il existe certes des multiplexeurs de sélection ayant une résistance négligeable dont il n'a pas lieu de tenir compte mais ces multiplexeurs de sélection sont très couteaux.
L'invention résout ce problème en ce qu'à l'aide d'une ins- tallation de mesure de tension, on mesure une première tension entre un premier pôle du composant de résistance de mesure sélectionné et un pôle d'une source de tension d'alimentation ainsi qu'une seconde tension entre un pôle du branchement de résistance de capteur sélec- tionné et un pôle (il peut s'agir du même pôle ou d'un pôle différent) de la source d'alimentation en tension. Le calculateur détermine la résistance du composant résistant de capteur relié à ce branchement de résistance de capteur sélectionné à partir de la tension d'alimentation, de la tension aux bornes du composant de résistance de mesure ainsi sé- lectionné, et de la tension aux bornes du branchement de résistance de capteur sélectionné. La résistance du multiplexeur de sélection n'est pas à prendre en compte selon l'invention. De façon préférentielle, le circuit de mesure comporte plusieurs branchements de résistance de capteur ce qui permet de re- lier plusieurs composants résistants de capteur au circuit de mesure et de déterminer ainsi la résistance de plusieurs composants résistants de capteur, de manière simple avec un unique circuit de mesure. De façon préférentielle, l'installation de mesure de ten- sion comporte un moyen de mesure de tension et un multiplexeur de mesure de tension. Dans ce développement, on saisit les deux tensions avec un seul moyen de mesure de tension. Le multiplexeur de mesure de tension relie le composant résistant de mesure sélectionné ou le branchement de la résistance de capteur sélectionnée au moyen de mesure de tension.
Selon un développement de l'invention, l'installation de mesure de tension comporte deux moyens de mesure de tension pour saisir séparément et indépendamment les deux tensions. Un premier moyen de mesure de tension permet de mesurer la tension sur le composant de résistance de mesure sélectionné et un second moyen de me- sure de tension sert à mesurer la tension sur le branchement de résistance de capteur sélectionné. Selon un développement particulièrement avantageux de l'invention, le moyen de mesure de tension est un convertisseur analo- gique-numérique qui mesure et numérise les tensions analogiques et transmet les tensions analogiques numérisées sous la forme d'un code numérique à l'unité de calcul. Avantageusement, le convertisseur analogique-numérique a une impédance élevée de sorte qu'il est traversé par un courant de mesure négligeable.
De façon avantageuse, le convertisseur analogique- numérique est un convertisseur sigma-delta qui convertit tout d'abord la tension analogique à numériser avec une fréquence de détection très élevée en un flux de données à 1 bit série sous la forme d'un signal rectangulaire. Dans ce flux de données à 1 bit, un filtre passe-bas permet de diminuer les effets de bruit générés par la numérisation. Le flux de données à 1 bit est ainsi converti en un code numérique composé de mots de données. La tension analogique numérisée est fournie par le convertisseur sigma-delta par exemple sous la forme d'un code ASCII à 8 bits. Dans les convertisseurs analogiques numériques, pour avoir des fréquences de détection très élevées, le coût est important et vis-à-vis des convertisseurs analogiques-numériques les convertisseurs sigma-delta ont l'avantage de travailler à des fréquences de détection élevées d'une manière économique. Les convertisseurs sigma-delta offrent une très grande précision et une résolution poussée tout en réduisant effec- tivement les effets de bruit. De manière avantageuse, le circuit de mesure comporte un ou plusieurs composants résistants de capteur dont chacun est relié à un ou plusieurs branchements de résistance de capteur. Cela permet de commander tous les composants nécessaires pour déterminer les résistances dans plusieurs composants résistants de capteur dans le circuit de mesure et de commander individuellement les différents composants. Il n'est pas nécessaire dans ces conditions d'échanger les composants pour faire des mesures différentes. En outre, le circuit de mesure est avantageusement un circuit intégré de sorte que tout le circuit de mesure pour déterminer les résistances d'un ou plusieurs composants résistants de capteur est un unique composant. Le circuit de mesure peut ainsi être intégré de manière simple, souple et économique dans un appareil de commande. La présente invention convient notamment pour être in- tégré dans des appareils de commande ou de gestion de véhicules au- tomobiles, dont les appareils de commande sont devenus de plus en plus importants au cours des dernières décennies. Les véhicules actuels sont équipés de plusieurs dizaines d'appareils de commande qui régulent les fonctions du véhicule entre la commande du moteur et l'installation de climatisation jusqu'au système de loisirs. La réalisation économique, peu encombrante et la simplicité d'utilisation sont des conditions imposées aux appareils de commande équipant les véhicules automobiles. Le circuit de mesure est l'élément idéal pour répondre à de telles exigences dans le domaine automobile.
De façon avantageuse, l'appareil de commande de véhi- cule automobile équipé d'une installation de commande permet de commander le multiplexeur de sélection pour choisir un composant résistant de mesure et un branchement de résistance de capteur. L'installation de commande permet de déterminer la résistance de plu- sieurs composants résistants de capteur. L'installation de commande agît ainsi individuellement sur les différents composants de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'échanger les différents composants ce qui est particulièrement important pendant le fonctionnement du véhicule. Le calculateur selon l'invention tel que l'appareil de commande du véhicule est notamment conçu du point de vue de la technique de programmation pour appliquer le procédé de l'invention défini ci-dessus. L'implémentation du procédé sous la forme d'un pro- gramme est avantageuse car elle se fait d'une manière particulièrement économique, notamment en utilisant un appareil de commande pour différentes fonctions de sorte qu'il est déjà installé. Comme support de données appropriées pour le programme d'ordinateur, il y a notamment des disquettes, les disques durs, les mémoires flash, les mémoires EEPROM, les CD-ROM, les DVD. On peut également envisager le télé- chargement d'un programme par un réseau (Internet, Intranet ou autres). Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'un circuit de mesure représenté dans le dessin annexé dans lequel l'unique figure est le schéma d'un mode de réalisation préférentiel du circuit de mesure. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure unique montre un mode de réalisation préféren- tiel d'un circuit de mesure selon l'invention sous une forme purement schématique. Ce circuit de mesure portant la référence 1 a une borne de branchement d'alimentation en tension 20 reliée au pôle positif 10 d'une source de tension d'alimentation fournissant une tension V. Dans l'exemple de réalisation, on a trois composants de résistance de mesure 100 ayant des résistances différentes. Les compo- sants de résistance de mesure 100 sont reliés électriquement à la source de tension d'alimentation. Les trois branchements de résistance de capteur 200 sont reliées chacun à un composant résistant de capteur 250. Les composants résistants de capteur 250 sont reliés à la masse. La résistance des composants de résistance de mesure 100 est avantageusement choisie pour que l'un des composants 100 a une résistance relativement petite, qu'un second composant 100 a une résistance relativement élevée et que le troisième composant 100 a une résistance comprise entre celles des deux autres composants. Ainsi, les résistances des trois composants de résistance de mesure 100 couvrent une plage importante de valeurs ce qui permet ainsi de couvrir une plage de valeurs de résistance plus grande pour les composants résistants de capteur 250. Ainsi, avec les trois composants de résistance de mesure 100 disponibles on aura toujours un composant de résistance 100 dont la valeur correspond à l'ordre de grandeur de la résistance que l'on veut déterminer avec le composant résistant de capteur 250 sélectionné. Un multiplexeur de sélection 300 branche électriquement en série l'un des composants de résistance 100 avec l'une des bornes de résistance de capteur 200. Le composant résistant de mesure 100 choi- si forme un montage en série avec le composant résistant de capteur 200 sélectionné, relié, à la borne de résistance de capteur 250 sélectionnée et le multiplexeur de sélection 300 forme ainsi un montage en série entre le pôle positif 10 de la source de tension d'alimentation et la masse. La résistance Rcapteur du composant résistant de capteur 250 sélectionné se détermine alors à l'aide du composant de résistance de mesure 100 sélectionné de résistance Rmes. De façon avantageuse, la résistance du multiplexeur de sélection 300 à savoir Rmultiplex n'est pas prise en compte. A l'aide de l'installation de mesure de tension 400 on mesure deux tensions à l'aide de deux moyens de mesure de tension. Un premier moyen de mesure de tension 410 est un convertisseur analogique-numérique relié d'une part au pôle positif de la source de tension d'alimentation 10 et d'autre part à la masse pour assurer l'alimentation électrique. Le premier moyen de mesure de tension 410 mesure la tension entre le pôle 150 du composant de résistance de mesure 100 sélectionné et la masse. Les pôles 150 des composants de résistance de mesure 100 se situe entre les composants de résistance de mesure 100 et le multiplexeur de sélection 300. Il en résulte une tension Vmes entre le pôle 150 du composant de résistance de mesure 200 sélectionné et la masse. Un second moyen de mesure de tension 420 également réalisé comme convertisseur analogique-numérique assure également l'alimentation en courant du pôle positif 10 de la source d'alimentation en tension et la masse. Le second moyen de mesure de tension 420 mesure la tension entre la borne de résistance de capteur 200 sélectionnée et la masse. Il en résulte une tension Vcapteur pour la tension entre la borne de résistance de capteur 200 sélectionnée et la masse.
Les convertisseurs analogiques-numériques 410-420 numérisent les tensions analogiques mesurées et transmettent ces tensions numérisées sous la forme d'un code numérique à l'unité de calcul 500. L'unité de calcul 500 calcule la résistance Rcapteur du composant résistant de capteur 250 relié à la borne de résistance de capteur 200 sélectionné en application de la formule suivante : Vcapteur = Rmes- Va lim Rcapteur V alim Dans cette formule, Vali., est la tension d'alimentation ; la résistance du composant de résistance de mesure 100 est la résistance Rmes- La tension aux bornes du composant de résistance de mesure 100 est la tension VMes. VCapteur est la tension à la borne de résistance de capteur 200 sélectionnée. La résistance du multiplexeur sélectionneur 300, Vmultiplex n'est pas significative. 1 villes

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1°) Circuit de mesure (1) pour déterminer la résistance d'un composant résistant de capteur (250) comprenant : - une borne d'alimentation en tension (20) reliée à un pôle (10) d'une source d'alimentation en tension avec deux pôles, - au moins deux composants de résistance de mesure (100) avec de préférence des résistances différentes, - un ou plusieurs branchements de résistances de capteurs (200) chacun étant relié électriquement à un composant résistant de capteur (250), - un multiplexeur de sélection (300) qui branche l'un sélectionné d'au moins deux composants de résistance de mesure (100), en série avec une borne de branchement de résistance de capteur (200) d'un ou plusieurs tels branchements sélectionnés, - une installation de mesure de tension (400) pour mesurer la tension entre un pôle du composant de résistance de mesure (100) sélectionné et l'un des deux pôles (10) de la tension d'alimentation et la tension entre un pôle du branchement de résistance de capteur (200) sélectionnée et le second pôle (10) de la tension d'alimentation, - une unité de calcul (500) pour déterminer la résistance d'un compo- sant résistant de capteur (250) relié à la borne de branchement de résistance de capteur (200) sélectionnée à partir de la tension d'alimentation, de la résistance du composant de résistance de mesure (100) sélectionné, de la tension aux bornes du composant de résistance (100) sélectionné et la tension du branchement (200) de la résistance de capteur sélectionnée.
  2. 2°) Circuit de mesure selon la revendication 1, comportant plusieurs branchement de résistance de capteur (200).
  3. 3°) Circuit de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de mesure de tension (400) comporte un moyen de mesure de tension et un multiplexeur de mesure de tension qui relie sélective- ment le composant de résistance de mesure (100) sélectionné et lebranchement de résistance de capteur sélectionné (200) par un moyen de mesure de tension et une liaison électrique.
  4. 4°) Circuit de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de mesure de tension (400) comporte un premier moyen de mesure de tension (410) pour mesurer la tension sur le composant résistant de mesure sélectionné et un second moyen de mesure de tension (420) pour mesurer la tension sur la borne de résistance de capteur sélectionnée.
  5. 5°) Circuit de mesure selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de mesure de la tension est un convertisseur analogique- numérique notamment un convertisseur sigma-delta.
  6. 6°) Circuit de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte en outre un ou plusieurs composants résistants de capteur (250) dont chacun est relié électriquement à une ou plusieurs bornes de résistance de capteur (200).
  7. 7°) Circuit de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 sous la forme d'un circuit intégré.
  8. 8°) Appareil de commande de véhicule comportant un circuit de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. 9°) Appareil de commande de véhicule selon la revendication 8, comportant une installation de commande du multiplexeur de sélection (300) pour sélectionner un composant de résistance de mesure (100) et un branchement de résistance de capteur (200).
  10. 10°) Procédé pour déterminer la résistance d'un composant de capteur (250) dans un montage en série alimenté par une tension d'alimentationet comprenant un composant résistant de capteur (250), un composant de circuit et un composant de résistance de mesure (100), procédé selon lequel, - on détermine la chute de tension aux bornes du composant résistant de capteur (250) et la chute de tension aux bornes du composant ré- sistant de mesure (100), et - on détermine la résistance du composant résistant de capteur (250) à partir de la tension d'alimentation, de la chute de tension sur le composant résistant de capteur (250), la chute de tension sur le composant de résistance de mesure (100) et la valeur du composant de résistance de mesure (100).
  11. 11°) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le composant de résistance de mesure (100) est formé d'au moins deux composants de résistance de mesure ayant des valeurs différentes.
  12. 12°) Calculateur appliquant le procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 11.
  13. 13°) Programme d'ordinateur avec des codes programmes pour une unité de calcul pour exécuter un procédé selon l'une des revendications 10 et 11, lorsque le programme est appliqué par une unité de calcul.
  14. 14°) support de mémoire lisible par une machine et comportant le pro- gramme d'ordinateur selon la revendication 13.30
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