FR3057089A1 - Dispositif de memorisation d'evenements sans alimentation electrique - Google Patents

Abstract

L'invention est relative à un dispositif de mémorisation d'un événement en absence d'alimentation électrique, comprenant un transistor à grille flottante (FG) connecté dans une configuration de point mémoire non-volatile ; et un commutateur électrique mécanique (S) actionnable par l'événement, connecté pour évacuer des électrons de la grille flottante lorsqu'il est actionné.

Description

Domaine technique

L’invention est relative à des dispositifs sans contact, par exemple de type RFID, embarquant des capteurs pour enregistrer des événements sur une longue durée sans nécessiter une alimentation électrique externe. L’invention est notamment relative à des dispositifs sans contact intégrant des accéléromètres pour enregistrer des seuils d’accélération discrets, par exemple pour déterminer qu’un colis a subi des chocs.

Arrière-plan

De façon générale, pour enregistrer des mesures sur un intervalle de temps, un capteur sans contact embarque une batterie assurant l’alimentation électrique du capteur pendant l’intervalle de temps requis. De tels dispositifs ont ainsi une autonomie relativement faible, déterminée par la capacité de la batterie.

Pour augmenter l’autonomie, voire la rendre infinie, on cherche des systèmes d’enregistrement de grandeurs physiques n’ayant pas besoin d’alimentation électrique autre que l’alimentation à distance par un lecteur pour relever les mesures. Par exemple, le brevet US6737979 propose un accéléromètre micromécanique capable d’enregistrer plusieurs seuils d’accélération de manière mécanique. L’accéléromètre est basé sur une masselotte mobile à rappel élastique qui présente une tige en grappin configurée pour se verrouiller sur des talons flexibles disposés à des distances différentes. Le grappin et les talons sont conducteurs, de sorte que le verrouillage avec un talon donné ferme un contact électrique correspondant. Lors d’une lecture qui alimente le dispositif à distance, l’état du contact électrique fournit une valeur binaire indicative du seuil d’accélération atteint.

De tels dispositifs à verrouillage présentent des difficultés de dimensionnement pour ajuster les seuils d’accélération souhaités et sont peu fiables. En outre, ils ne peuvent pas être réinitialisés ou, au contraire, être réinitialisés intempestivement par des vibrations ou des chocs de sens opposé à celui enregistré.

Résumé

On prévoit de façon générale un dispositif de mémorisation d’un événement en absence d'alimentation électrique, comprenant un transistor à grille flottante connecté dans une configuration de point mémoire non-volatile ; et un commutateur électrique mécanique actionnable par l’événement, connecté pour évacuer des électrons de la grille flottante lorsqu’il est actionné.

Un dispositif d’enregistrement dépourvu de source d’alimentation autonome, configuré pour être alimenté par un lecteur externe, peut comprendre un dispositif de mémorisation d’événement du type susmentionné, dans lequel le point mémoire nonvolatile est initialement à l’état programmé ; et un microcircuit configuré pour lire le point mémoire et renvoyer l’état du point mémoire à un lecteur qui interroge et alimente le dispositif.

L’événement peut être un franchissement d’un seuil d’accélération, le commutateur mécanique étant inclus dans un accéléromètre passif comprenant une masselotte suspendue élastiquement dans un axe de mesure ; une butée agencée pour intercepter la masselotte lorsque l’accélération dans l’axe de mesure atteint le seuil ; et un contact électrique associé à la butée, configuré pour être fermé lorsque la masselotte atteint la butée.

Le dispositif de mémorisation peut comprendre plusieurs transistors à grille flottante associés à des commutateurs électriques mécaniques respectifs actionnables par des seuils d’intensité croissante d’une grandeur physique.

La grandeur physique peut être une accélération, les commutateurs mécaniques étant inclus dans un accéléromètre thermométrique passif comprenant plusieurs masselottes mobiles selon un axe de mesure ; un ressort respectif solidaire de chaque masselotte, configuré pour exercer un rappel élastique sur la masselotte dans l’axe de mesure ; une butée fixe associée à chaque masselotte, agencée pour intercepter la masselotte lorsque l’accélération dans l’axe de mesure augmente d’un pas ; et un contact électrique associé à chaque butée, configuré pour être fermé lorsque la masselotte associée atteint la butée.

Les masselottes peuvent être suspendues les unes aux autres en série par les ressorts dans l’axe de mesure, les butées étant agencées pour intercepter successivement les masselottes respectives pour des seuils d’accélération croissants.

Chacune des première et dernière masselottes de la série peut être suspendue à un point fixe par un ressort.

Les butées peuvent être agencées pour intercepter en alternance une masselotte de rang décroissant depuis le dernier rang de la série et une masselotte de rang croissant depuis le premier rang de la série.

On prévoit également un procédé de mémorisation d’un événement mesuré par un dispositif d’enregistrement en absence d’alimentation électrique, comprenant les étapes consistant à programmer un point mémoire non-volatile à base de transistor à grille flottante lors d’une phase d’alimentation initiale du dispositif d’enregistrement ; à la survenue de l’événement, évacuer des électrons de la grille flottante à l’aide d’un commutateur mécanique sensible à l’événement ; et lors d’une phase d’alimentation subséquente du dispositif d’enregistrement, lire l’état du point mémoire.

Description sommaire des dessins

Des modes de réalisation seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

• la figure 1 est un schéma de principe d’un mode de réalisation d’un dispositif d’enregistrement de plusieurs événements sans alimentation électrique ;

• la figure 2 illustre un exemple de dispositif RFID intégrant un accéléromètre associé à un dispositif d’enregistrement de seuils d’accélération sans alimentation électrique du type de la figure 1 ;

• les figures 3A à 3D, sont des schémas de principe d’un premier mode de réalisation d’un accéléromètre thermométrique mécanique, dans des configurations résultant de différentes valeurs d’accélération ;

• les figures 4A à 4D, sont des schémas de principe d’un deuxième mode de réalisation d’accéléromètre thermométrique, dans des configurations résultant de différentes valeurs d’accélération ;

• la figure 5 représente à l’échelle un mode de réalisation détaillé d’un accéléromètre thermométrique selon le principe des figures 4A à 4D, réalisé en technologie MEMS ; et • la figure 6 est un graphe illustrant la réponse de l’accéléromètre de la figure 5 pour deux séries d’écartements des butées.

Description de modes de réalisation

Divers événements peuvent être détectés de façon passive à l’aide de commutateurs mécaniques dans un dispositif d’enregistrement. Par exemple, un seuil d’accélération peut être détecté par une masselotte mobile à rappel élastique qui atteint une butée en fermant un contact électrique. Cependant, lorsque l’événement disparaît, si aucune mesure spéciale n’est prise, le commutateur revient à son état initial, nécessitant en principe que le dispositif d’enregistrement soit alimenté au moment de l’événement pour pouvoir enregistrer l’événement.

Dans les applications envisagées ici, on souhaite que le dispositif d’enregistrement soit dépourvu d’alimentation autonome et que les mesures produites par un capteur passif soient cependant enregistrées de façon électrique et restituées au moment d’une lecture du dispositif, lorsque le dispositif est alimenté par un lecteur externe.

Pour enregistrer électriquement la fermeture ponctuelle d’un commutateur, on pourrait envisager que le commutateur soit connecté pour court-circuiter un condensateur servant de point mémoire non-volatile. Le condensateur aurait préalablement été chargé, par exemple en utilisant le lecteur dans une phase d’initialisation. En mesurant l’état de charge du condensateur au moment d’une lecture ultérieure, on saurait si le commutateur a été actionné ou non. Cependant, les deux bornes d’un tel condensateur seraient connectées à des composants électroniques conçus pour charger le condensateur et mesurer son état. De tels composants présentent inévitablement des courants de fuite, de sorte que la durée de stockage de la charge, en absence d’alimentation, est inférieure à la seconde avec les technologies actuelles.

On propose ici d’utiliser un point mémoire non-volatile qui stocke des charges dans une zone conductrice flottante, qui n’est connectée à aucun composant électronique susceptible de la décharger par des courants de fuite. Cette zone peut être la grille flottante d’un transistor MOS à grille flottante (FGMOS), transistors utilisés pour former les points mémoire non-volatiles des mémoires EEPROM ou FLASH. Le commutateur servant à la détection de l’événement est alors connecté pour évacuer des charges préalablement stockées sur la grille flottante. Le commutateur étant mécanique, il ne présente aucun courant de fuite susceptible de décharger la grille flottante lorsqu’il est ouvert. L’état du transistor à grille flottante peut être exploité de la même manière que dans les mémoires non-volatiles classiques.

La figure 1 représente quelques transistors à grille flottante FG1 à FG4 à canal N d’une rangée ou mot d’une mémoire FLASH de type NOR. Les grilles flottantes sont illustrées en trait épais. Les sources des transistors sont reliées à une ligne de potentiel bas Vss. Les drains sont reliés à des lignes de bit respectives BL1 à BL4. Les grilles sont reliées à une ligne de sélection de mot commune WL. Les structures des mémoires FLASH et des transistors à grille flottante étant bien connues, on ne fournira pas plus de détails ici.

Les transistors représentés peuvent faire partie d’une rangée d’une mémoire FLASH classique, qui a été dédiée à la mémorisation d’événements en absence d’alimentation, ici quatre événements El à E4. Quatre commutateurs mécaniques SI à S4 associés respectivement aux événements à détecter sont connectés pour évacuer les charges des grilles flottantes correspondantes à leur fermeture. Ici, les commutateurs relient les grilles flottantes aux sources des transistors, à savoir à la ligne Vss. Les commutateurs pourraient aussi relier les grilles flottantes aux drains ou même aux grilles de commande (WL).

Dans une phase d’initialisation réalisée à l’aide d’un lecteur, les points mémoire de la rangée dédiée sont programmés, à savoir que des électrons sont injectés dans les grilles flottantes, par exemple, comme cela est connu, en appliquant une tension positive élevée aux grilles de commande (la ligne de mot WL) et aux drains (les lignes BL) tandis que les sources restent à la masse (la ligne Vss).

La programmation ainsi obtenue peut être maintenue sans alimentation électrique pendant des années.

Lorsqu’un événement est détecté, le commutateur S correspondant est fermé et relie la grille flottante du transistor correspondant à la source, elle-même connectée à la masse (ligne Vss). Les électrons en excès de la grille flottante s’équilibrent entre la masse et la grille flottante pour égaliser les potentiels. Compte tenu de la capacité importante des conducteurs formant la masse par rapport à la capacité de la grille flottante, pratiquement tous les électrons en excès sont évacués de la grille flottante, basculant le transistor dans son état déprogrammé. Un résultat similaire peut être obtenu si le commutateur est relié au drain ou à tout autre élément conducteur qui est au potentiel de la ligne Vss.

L’état déprogrammé du transistor ainsi obtenu est maintenu pendant la phase d’absence d’alimentation. Cet état déprogrammé peut être évalué par la suite à l’aide d’un lecteur qui alimente le dispositif. L’utilisateur peut, s’il le souhaite à ce stade, reprogrammer la rangée dédiée pour une nouvelle utilisation.

La figure 2 illustre un exemple de dispositif d’enregistrement RFID intégrant un dispositif de mémorisation d’événements du type de la figure 1. Le dispositif RFID comprend une antenne 10, par exemple dipolaire, reliée à un circuit d’adaptation passif

12. Fes éléments restants du dispositif RFID sont souvent intégrés dans un seul microcircuit délimité par un cadre en pointillés dans la figure 2. Fe microcircuit comprend un circuit de traitement analogique 14 qui, entre autres, produit les tensions d’alimentation requises à partir de la puissance transmisse par un lecteur à l’antenne 10, démodule les informations reçues sur l’antenne 10, et module les informations à transmettre vers le lecteur. Le circuit 14 communique avec un microcontrôleur 16 programmé pour mettre en oeuvre les fonctions du dispositif. Le microcontrôleur 16 est relié à une mémoire 18 qui peut comporter une mémoire de travail volatile et une mémoire non-volatile NVM contenant le programme du microcontrôleur et des informations à conserver de manière permanente.

C’est dans une partie réinscriptible (généralement de type EEPROM) de cette mémoire non-volatile NVM qu’on peut prévoir une rangée de points mémoire, du type de la figure 1, dédiée à mémoriser des événements survenant pendant une phase où le dispositif n’est pas alimenté.

Ces événements peuvent être des seuils d’accélération atteints par le dispositif, mesurés par un accéléromètre mécanique 20.

L’accéléromètre 20 peut être à base de masselottes mobiles à rappel élastique, intégrables dans le microcircuit en utilisant les technologies MEMS. Les masselottes sont alors configurées pour atteindre des butées respectives en fermant des contacts électriques S1-S4 pour différents seuils d’accélération, produisant ainsi un code thermométrique.

La figure 3A est un schéma de principe d’un premier mode de réalisation d’un accéléromètre thermométrique, dans une position de repos, c'est-à-dire sous une accélération nulle notée 0g. Il comprend plusieurs masselottes, ici quatre, Ml à M4, suspendues les unes aux autres en série dans l’axe de l’accélération à mesurer, ici l’axe nord-sud. Chaque masselotte est suspendue à la précédente par un ressort respectif Kl à K4, la première masselotte Ml étant suspendue à un point fixe A par le ressort Kl.

A chaque masselotte Mi est associée une butée conductrice Sia agencée pour intercepter la masselotte dans un sens de déplacement selon l’axe de mesure, ici vers le sud. Comme les masselottes ont un degré de liberté en roulis, on préfère prévoir une paire de butées Sia, Sib de part et d’autre de l’axe de mesure, permettant d’immobiliser la masselotte en roulis.

Les deux butées conductrices Sia et Sib associées à une masselotte Mi forment deux bornes d’un interrupteur mécanique. La masselotte Mi comporte une zone conductrice 30 en face des butées, qui relie électriquement les deux butées lorsque la masselotte est en appui sur celles-ci. Comme cela est représenté, les butées Sia peuvent être reliées à un potentiel commun Vdd correspondant, par exemple, au niveau logique « 1 ». Les butées Sib forment alors des bornes sur lesquelles on prélève le niveau d’accélération selon un code thermométrique. Le code thermométrique peut être linéaire ou autre selon les choix des écartements des butées par rapport aux positions de repos des masselottes.

Dans le cas de figures 1 et 2, les butées Sia seraient reliées à la ligne Vss et les butées Sib aux grilles flottantes des transistors LG.

Les masselottes peuvent avoir toutes la même masse m et les ressorts la même constante de raideur k. En supposant que mg/k = 1, un ressort K s’allonge de 1 pour une accélération de lg (où g est la constante de gravité). On a indiqué un exemple d’écartements pour les butées Sla à S4a sur la figure 3A, à savoir 4, 10, 16 et 20, fournissant dans ces conditions un code thermométrique linéaire pour une accélération allant de 0 à 4g.

La figure 3B illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de lg vers le sud. Les ressorts Kl à K4 s’allongent respectivement de 4, 3, 2 et 1. La masselotte Ml s’arrête sur les butées Sla et Sib, fermant l’interrupteur correspondant, ce qui est illustré par les butées noircies. L’accéléromètre indique une accélération de lg par le code thermométrique 0001 prélevé sur les butées S lb à S4b.

La figure 3C illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de 2g vers le sud. La masselotte Ml étant bloquée, le ressort Kl ne s’allonge plus. Les ressorts K2 à K4 continuent à s’allonger et leurs allongements atteignent respectivement 6, 4 et 2. La masselotte M2 s’arrête sur les butées S2a et S2b, fermant l’interrupteur correspondant. L’accéléromètre indique une accélération de 2g par le code thermométrique 0011 prélevé sur les butées S lb à S4b.

La figure 3D illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de 3g vers le sud. Les masselottes Ml et M2 étant bloquées, les ressorts Kl et K2 ne s’allongent plus. Les ressorts K3 et K4 continuent à s’allonger et leurs allongements atteignent respectivement 6 et 3. La masselotte M3 s’arrête sur les butées S3a et S3b, fermant l’interrupteur correspondant. L’accéléromètre indique une accélération de 3g par le code thermométrique 0111 prélevé sur les butées S lb à S4b.

Lorsque l’accéléromètre est soumis à 4g, la dernière masselotte M4 s’arrête sur les butées S4a et S4b, le ressort K4 atteignant un allongement de 4. Le code thermométrique affiche alors 1111.

δ

L’allongement total du système est de 20, correspondant à l’écartement entre la dernière paire de butées S4a, S4b et la position de repos de la dernière masselotte M4.

La figure 4A est un schéma de principe d’un deuxième mode de réalisation d’accéléromètre thermométrique adapté à la mesure d’accélérations pouvant être dans les deux sens de l’axe de mesure. Par rapport au mode de réalisation précédent, la dernière masselotte M4 est reliée à un point fixe B par un ressort additionnel K5 qui peut avoir la même constante de raideur que les autres ressorts. Les points A et B définissent l’axe de mesure de l’accélération, noté AB. La structure se comporte ainsi de manière symétrique par rapport aux deux sens de l’accélération, de A vers B et de B vers A.

En supposant de nouveau que mg/k = 1, on peut calculer que les allongements des ressorts pour une accélération de lg valent respectivement 2, 1, 0, -1, -2 pour les ressorts Kl à K5. Un allongement négatif signifie que le ressort est comprimé. De façon générale, pour un système à N masselottes et N+l ressorts, les allongements valent N/2, N/2 - 1, N/2 - 2,... N/2 - i,... -N/2 + i,... -N/2.

La figure 4B illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de lg de A vers B. Comme indiqué ci-dessus, les ressorts Kl à K5 s’allongent respectivement de 2, 1, 0, -1, -2. Les écartements des butées ont été choisis ici pour que la dernière masselotte M4 soit interceptée en premier.

En fait, les butées sont configurées pour intercepter en alternance une masselotte de rang décroissant depuis le dernier rang de la série et une masselotte de rang croissant depuis le premier rang de la série. Cela permet de borner l’allongement des ressorts. Le choix de la masselotte de départ (la dernière ou la première) est indifférent. Pour produire le code thermométrique, les rangs des butées Slb à S4b sont réorganisés. Le code thermométrique est prélevé dans l’ordre sur des bornes Tl à T4 qui correspondent respectivement aux butées S4b, Slb, S3b et S2b.

Ainsi, la masselotte M4 s’arrête sur les butées S4a et S4b, fermant l’interrupteur correspondant, ce qui est illustré par les butées noircies. L’accéléromètre indique une accélération de lg par le code thermométrique 0001 prélevé sur les bornes Tl à T4. Les butées S4a et S4b ont ainsi un écartement de 2 par rapport à la position de repos de la masselotte M4.

La figure 4C illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de 2g vers le sud. La masselotte M4 étant bloquée, le ressort K5 ne travaille plus. Le système ne comprend plus que 3 masselottes et 4 ressorts. Les ressorts Kl à K4 continuent à se déformer et leurs allongements atteignent respectivement 3,5, 1,5, -0,5 et -2,5. La masselotte Ml s’arrête sur les butées Sla et Slb, fermant l’interrupteur correspondant. L’accéléromètre indique une accélération de 2g par le code thermométrique 0011 prélevé sur les bornes Tl à T4. Les butées Sla et Slb ont ainsi un écartement de 3,5 par rapport à la position de repos de la masselotte Ml.

La figure 4D illustre la configuration de l’accéléromètre soumis à une accélération de 3g vers le sud. Les masselottes Ml et M4 étant bloquées, les ressorts Kl et K5 ne se déforment plus. Le système ne comprend plus que 2 masselottes et 3 ressorts. Les ressorts K2 à K4 continuent à se déformer et leurs allongements atteignent respectivement 2,5, -0,5 et -3,5. La masselotte M3 s’arrête sur les butées S3a et S3b, fermant l’interrupteur correspondant. L’accéléromètre indique une accélération de 3g par le code thermométrique OUI prélevé sur les bornes Tl à T4. Les butées S3a et S3b ont ainsi un écartement de 5,5 par rapport à la position de repos de la masselotte M3.

Lorsque l’accéléromètre est soumis à 4g, la masselotte M2 s’arrête sur les butées S2a et S2b, les ressorts K2 et K3 atteignant des allongements respectifs de 3 et -1. Le code thermométrique affiche alors 1111. Les butées S2a et S2b ont ainsi un écartement de 6,5 par rapport à la position de repos de la masselotte M2.

Pour mesurer une accélération de sens inverse (de B vers A), le système comprendra un deuxième jeu de butées (non représenté) symétrique au premier jeu de butées, coopérant avec les faces supérieures des masselottes. Les faces supérieures des masselottes peuvent ainsi comporter, comme cela est représenté, une zone conductrice 32.

Les masselottes soumises aux plus grands déplacements sont celles près du centre, le déplacement maximal dans cet exemple étant de 6,5 pour la masselotte M2.

Un tel accéléromètre thermométrique fournit un état représentatif de l’accélération sans consommer de courant. Le circuit d’exploitation, qui peut être entièrement numérique, est alors conçu pour appliquer un potentiel représentatif de l’état logique « 1 » (par exemple Vdd) aux butées conductrices Sia et prélever les états logiques présents sur les bornes Tl à T4.

Sur le terrain, l’accéléromètre peut être soumis à des impacts et des composantes d’accélération désaxées qui font rebondir transitoirement les masselottes sur les butées, provoquant des contacts électriques intermittents. Le fait de prévoir deux butées par masselotte offre un pré-filtrage des rebonds, en ce que l’état 1 du bit correspondant n’est confirmé que si la masselotte est en appui simultané sur les deux butées. Le fait même que le code soit thermométrique offre un filtrage supplémentaire, en ce que le code n’est confirmé que si tous les bits de rang inférieur sont à 1.

La figure 5 représente à l’échelle un exemple de réalisation détaillé d’un accéléromètre thermométrique selon le principe de la figure 4A, réalisé en technologie MEMS. Les masselottes et les ressorts sont gravés dans un substrat en silicium selon une technologie permettant de creuser des tranchées et de retirer la matière sous la structure gravée. La structure gravée comprend ici huit masselottes Ml à M8 et neuf ressorts Kl à K9, les ressorts Kl et K9 reliant la structure au substrat fixe en A et B. Dans ce mode de réalisation, les masselottes ont un facteur de forme allongé transversalement à Taxe de mesure AB. Les ressorts sont des ressorts à lames transversales à Taxe de mesure. Les paires de butées conductrices sont structurées dans les parois du caisson logeant les masselottes et les ressorts. On a représenté ici deux jeux de paires de butées, à savoir un jeu Sia, Sib (où i varie de 1 à 8) coopérant avec les faces inférieures des masselottes et servant à la mesure d’une accélération de A vers B, et un jeu Si’a, Si’b coopérant avec les faces supérieures des masselottes et servant à la mesure d’une accélération de B vers A. Chaque butée conductrice est individuellement accessible par un plot de contact Cia, Cib, Ci’a, ouCi’b.

A titre d’exemple, la structure a une épaisseur de 50 micromètres. Chaque masselotte a une largeur de 800 micromètres et une longueur de 10 micromètres (dans le sens de Taxe de mesure). Les lames des ressorts ont une longueur de 350 micromètres et une largeur de 1 micromètre. Chaque ressort comprend quatre lames dans une configuration parallèle-série symétrique par rapport à Taxe AB. La figure 5 est représentée à l’échelle de ces dimensions.

En exploitant le système comme illustré aux figures 4A à 4D, c'est-à-dire en agençant les butées pour intercepter alternativement les masselottes du haut et du bas, et en supposant mg/k = 1, on obtient la série d’écartements normalisés suivante pour les huit paires de butées, dans le sens des rangs 1 à 8 :

7,5

18,5

29

35

33

24,5

13,5

4

Ces écartements sont définis pour incrémenter le code thermométrique d’un pas pour chaque pas d’accélération de lg, en d’autres termes pour obtenir un code thermométrique linéaire. Dans la structure en silicium de la figure 5, avec les dimensions indiquées, on peut considérer la série d’écartements suivante en micromètres. Ces écartements sont illustrés sensiblement à l’échelle sur la figure 5.

1,1

2,65

4,2

5,07

4,78

3,55

1,95

0,58

Avec ces valeurs, proportionnelles aux valeurs normalisées ci-dessus, on obtient un code thermométrique linéaire sur une échelle de 0 à 10g. Chaque pas du code thermométrique correspond alors à un pas d’accélération de 1,25g. On rappelle que le code thermométrique est formé dans l’ordre d’interception des masselottes lorsque l’accélération croît, ici 8-1-7-2-6-3-5-4, qui est différent de l’ordre des positions des masselottes (1 à 8).

La figure 6 est un graphe illustrant la réponse de l’accéléromètre de la figure 5 pour deux séries d’écartements des butées. La courbe de réponse en trait plein correspond aux écartements ci-dessus, fournissant une réponse linéaire.

Les écartements peuvent toutefois être définis avec une certaine liberté par le concepteur selon le type de réponse qu’il souhaite ou la résolution de la technologie. La courbe en pointillés correspond à la série d’écartements linéaire suivante (en micromètres) :

1

2

3

4

3,5

2,5

1,5

0,5

Ces valeurs fournissent une réponse non-linéaire, toutefois monotone, sensiblement en « S ».

De nombreuses variantes et modifications des modes de réalisation décrits apparaîtront à l’homme du métier. Bien que l’on ait décrit des commutateurs actionnés à titre d’exemple par des valeurs d’accélération, on peut envisager que les commutateurs soient actionnés par d’autres grandeurs physiques, comme le son à l’aide d’une membrane déformable, la pression, également à l’aide d’une membrane, un contact physique, un niveau de liquide, etc.

Claims (9)

1. Revendications

   1. Dispositif de mémorisation d’un événement en absence d'alimentation électrique, comprenant :

   • un transistor à grille flottante (FG) connecté dans une configuration de point mémoire non-volatile ; et • un commutateur électrique mécanique (S) actionnable par l’événement, connecté pour évacuer des électrons de la grille flottante lorsqu’il est actionné.
2. 2. Dispositif d’enregistrement dépourvu de source d’alimentation autonome, configuré pour être alimenté par un lecteur externe et comprenant :

   • un dispositif de mémorisation d’événement selon la revendication 1, dans lequel le point mémoire non-volatile est initialement à l’état programmé ; et • un microcircuit configuré pour lire le point mémoire et renvoyer l’état du point mémoire à un lecteur qui interroge et alimente le dispositif.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’événement est un franchissement d’un seuil d’accélération, le commutateur mécanique étant inclus dans un accéléromètre passif comprenant :

   • une masselotte suspendue élastiquement dans un axe de mesure ;

   • une butée agencée pour intercepter la masselotte lorsque l’accélération dans l’axe de mesure atteint le seuil ; et • un contact électrique associé à la butée, configuré pour être fermé lorsque la masselotte atteint la butée.
4. 4. Dispositif selon la revendication 1, comprenant plusieurs transistors à grille flottante (FG1-FG4) associés à des commutateurs électriques mécaniques respectifs (S1-S4) actionnables par des seuils d’intensité croissante d’une grandeur physique.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la grandeur physique est une accélération, les commutateurs mécaniques étant inclus dans un accéléromètre thermométrique passif comprenant :

   • plusieurs masselottes mobiles (M1-M4) selon un axe de mesure (AB) ;

   • un ressort respectif (K1-K4) solidaire de chaque masselotte, configuré pour exercer un rappel élastique sur la masselotte dans l’axe de mesure ;

   • une butée fixe (S1-S4) associée à chaque masselotte, agencée pour intercepter la masselotte lorsque l’accélération dans l’axe de mesure augmente d’un pas ; et • un contact électrique associé à chaque butée, configuré pour être fermé lorsque la masselotte associée atteint la butée.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les masselottes sont suspendues les unes aux autres en série par les ressorts dans l’axe de mesure, les butées étant agencées pour intercepter successivement les masselottes respectives pour des seuils d’accélération croissants.
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel chacune des première et dernière masselottes (Ml, M4) de la série est suspendue à un point fixe (A, B) par un ressort (Kl, K5).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les butées sont agencées pour intercepter en alternance une masselotte de rang décroissant depuis le dernier rang de la série et une masselotte de rang croissant depuis le premier rang de la série.
9. 9. Procédé de mémorisation d’un événement mesuré par un dispositif d’enregistrement en absence d’alimentation électrique, comprenant les étapes suivantes :

   • programmer un point mémoire non-volatile à base de transistor à grille flottante lors d’une phase d’alimentation initiale du dispositif d’enregistrement ;

   • à la survenue de l’événement, évacuer des électrons de la grille flottante à l’aide d’un commutateur mécanique sensible à l’événement ; et • lors d’une phase d’alimentation subséquente du dispositif d’enregistrement, lire l’état du point mémoire.

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