Brevet FR2041010A1 — publié le 19710129

DESCRIPTION Généralités La présente invention concerne un ensemble électronique destiné à la mesure de faibles gradients thermiques. Sa sansibilité lui permet de mesurer le centième de degré centésimal, grâce à une sonde détectrice miniature qui s'implante facilement dans un volu@e très réduit. Cette sonde a été conçue de façon à t - détecter au maximum la puissance thermique du phéno@ène . - Réaliser le transfert d'énergie entre l'échant@@on testé et le détecteur aussi rapidement et intégralement que possible, sans modifier les caractéristiques électriques et thermiques de l'échantillon. Le système est entièrement autonome tant pour l'alimentation que pour l'enregistrement. Sa constitution en éléments nodulaires lui donne une grande souplesse d'implantation. De nombreuses précautions ont été prises pour protéger l'ensemble, des influences des phénomènes extérieurs, champs et parasites. Bien que ce dispositif ait été conçu pour étudier un phénomène déterminé, il peut s'adapter à la mesure d'autres phénomènes. Il peut remplir les fonctions de milliampèremètre thermique, de microanalyseur différentiel, de Bolomètre pour détection Infra-rouge .... etc. Dispositif Ce dispositif, décrit à partir d'un cas particulier et non limitatif d'utilisation en tant que chaine de mesure pour l'étude du Danger des Rayonnements sur les Armes et les Mimitions, est représenté par le schéma synoptique de la planche unique. Il comprend essentiellement : - Un capteur d'échauffement C@ à thermistances miniatures, de technologie adaptée. Ces thermistances sont alimentées en courant alternatif 1000 Hz. - Un préamplificateur P situé à proximité du capteur de façon à amplifier le faible signal issu de ce dernier. Son montage est du genre "bootstrap". Ses principales caractéristiques sont : - impédance d'entrée supérieure au @égch@ . - très bonne stabilité en température : variation de gain de 2 dB pour ## de 50 C. - Un amplificateur sommateur A1 et un générateur de contre tension G Le générateur de contre tension délivre un signal (1000 Hz) dont l'amplitude et la phase sont réglables ; ce signal vient s'ajouter su signal principal. La somme algébrique est réalisée avec l'amplificateur opérationnel sommateur. Ce contre signal est destiné à annuler le signal résiduel éventuel en l'absence de gradients thermiques. - Un atténuateur guadratiqu@ A2 C'est un étage à varistance qui permet de linéariser la tension de sortie de l'amplificateur sommateur, fonction de l'intensité du courant dans l'infla@- mateur. La varistance est polarisée à un certain point de fonctionnement suivant la tension sinusoïdale injecté@. Cette polarisation se fait en injectant la tension de sortie de l'amplificateur sommateur dans un amplificateur suivi d'un montage redre@seur doubleur. On obtient ainsi en sortie une tension continue qui dépend de la tension sinusoïdale d'entrée. Cette tension polarise la varistance par l'intermédiaire d'un montage collec teur commun. - Un amplificateur sélectif (1000 Hz) A3 Il est caractérisé par un très bon facteur de bruit. Il possède en outre une très grande impédance d'entrée et une très bonne stabilité en température. - Un oscillsteur 0 C'est un oscillateur à Pont de Wien dont le montage a été amélioré pour obtenir une très bonne stabilité en température. Son impédance de sortie est excessivement faible. - Un @@registreur photographique E miniaturisé recevant le signal de A3 après un détecteur D. Les alimentations des divers étages décrits ci-dessus sont stabilisées en tension et en température. Technologie de l'ens@mble Les performances de la chaîne de mesure sont dues, pour une grande part, à des artifices technologiques. La construction du capteur nécessite un outillage spécial : micros cope, microsoudeuse ... etc. Tous les composants utilisés sont @@illis par cuisson et subissent des tests successifs très sévères. L'ensemble de ces précautions permet d'atteindre une très grande stabilité en température. D'autres précautions ont été prises pour protéger la chaîne des parasites, et des inductions directes des champe. Chaque élément modulaire est blindé ; les liaisons se font avec du câble bifilaire blindé. Le potentiel de référence est une ligne commune qui est à la masse en un point seulement pour éviter la constitution d'une boucle. Utilisation Les circuits de mise à feu des armes ou munitions placées dans des champs électromagnétiques captent de l'énergie et en transfèrent une partie aux inflammateurs électropyrotechniques. la mesure de la puissance électrique dissipée dans le filament des inflammateurs, s'effectue dans ce cas particulier, avec la chaîne de mesure précédemment décrite. Cette chaîne répond parfaitement aux principales exigences demendées. - Elle est autonome pour l'enregistrement et l'alimentation : De ce fait aucun câblage n'est extérieur à la munition. - Les caractéristiques électriques du filament des inflammateurs ne sont pas modifiées. - Les précautions prises pour protéger les circuits évitent l'action des inductions directes des champe. - Sa réponse en amplitude est directement proportionnelle au courant circulant dans l'inflammateur. - Sa sélectivité permet d'obtenir une très grande sensibilité. - Sa compensation en température très soignée permet de mesurer des échauffements différentiels inférieurs à 0,1 C dans la gamme 10 à 50 C. REVENDICATION 1. - Dispositif Electronique, destiné à la mesure quasi ponctuelle et quasi instantanés, de faibles gradients thermiques. Caractérisé par le fait qu'il est très sensible t Il permet la mesure du 1/100 degré avec un tempe de repense très faible; 2. - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que l'échauffement de l'échantillon, à mesurer est capté par tme sonde détectrice miniature ne modifiant que très peu les caractéristiques dimensionnelles de l'échantillon. 3. - Dispositif selon la revendication 2. Caractérisé par le fait que la sonde détectrice est conçue avec des thermistances miniatures situées à des distances inférieures au dixième de millimètre, du point de mesure, ne modifiant pas les caractéristiques électriques et thermodynamiques de l'échantillon. 4. - Dispositif selon la revendication 3. Caractérisé par le fait que la sonde détectrice a été conçue de façon à éliminer les fluctuations provoquées par les variations de tempéra- ture ambiante dans la gamme de 10 à 50 C, au moyen d'une technologie adaptée à ses faibles dimensions. 5. - Dispositif selon la revendication 3. Caractérisé par le fait que les thermistances sont alimentées en courant alternatif, ce qui entraîne de très faibles dérivés pour l'ensemble, et permet l'utilisation d'amplificateurs accordés de tres grande stabilité, possédant un excellent facteur de bruit. 6. - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait qu'il corrwient à la mesure des intensités des courants induits par des rayonnements électromagnétiques dans le filament d'un inflammateur d'une munition. T. - Dispositif selon la revendication 6. Caractérisé par le fait que la lecture des intensités mesurées est facilitée par un circuit de linéarisation. 8. - Dispositif selon la revendication 7. Caractérisé par le fait Que le circuit de linéarisation est un tage sispie à varistance. 9. - flispositif selon la revendication 7. Caractérisé Par le fait que la linéarisation pennet d'obtenir à la aortie de l'appareil signal presque indépendant de la sonde, et permet ainsi une reproduction du sondes identiques. 10. - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait qu'il est autonome tant pour l'alimentation que pour l'enregistrement. 11. - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait qu'il possède une grande souplesse d'im- plantation. Sa conception en éléments niodulaires rend possible l'emploi de circuits intégrés. La miniaturisation de l'ensemble peut être ainsi poussée à l'extrême. 12. - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait qu'il peut remplir plusieurs fonctions parmi lesquelles, celles de milliampèremètre thermique, microanalyseur différentiel et bolomètre pour détection infra-rouge.