Brevet FR2124435A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne un circuit électrique de mesure de températures comportant un circuit en pont réalisé au moyen de résistances, un thermomètre à résistance dans une branche du circuit en pont, une source ae tension primaire éventuellement avec un amplificateur intermédiaire monté en aval, pour l'alimentation du circuit en pont, un amplificateur de mesure monté en aval des uiaxonales au pon-s et un appareille lecture et/ ou d' enregistrement. Lors de la mesure électrique dtune température à l'aide du circuit de mesure de température ci-dessus décrit, on utilise surtout comme thermomètre à résistance des thermomètres en platine ou en nickel. La résistance électrique de thermomètres à résistance varie de fanon précise avec la température à l'intérieur de certaines limites, la résistance ne varie cependant pas linéairement avec la température. Le comportement non linéaire de thermomètres à résistance tels que ceux réalisés en platine ou en nickel est désavantageux pour plusieurs raisons. Tout d'abord il est désavantageux qu'on ne puisse pas utiliser tout simplement en tant qu'appareils de lecture et/ou d'enregistrement des appareils qui sont disponibles pour la mesure de courants ou de tensions; au contraire, un étalonnage ou une graduation particuliers sont nécessaires. I1 est particulièrement désavantageux que dans un circuit usuel de mesure de températures comportant un circuiten pont, on ne puisse pas déterminer directement une différence ae températures au moyen de iceux thermomètres à résistance parce qu'une différence de températures déterminée ne peut pas se séduire de façon précisé à partir d'une seule différence de résistances; dans le cas d'une relation linéaire entre la résistance et la température, la détermination d1 une différence de températures serait directement possible à partir dtune différence de résistances. enfin, la relation non linéaire entre température et résistance, particulièrement dans le cas dtaffichages, ilenre,istrements et/ou autres traitements numériques de températures mesurées avec des thermomètres à résistance, s'est avérée extraordinairement gagnante. On a par conséquent déjà développé un grand nombre de circuits élecbriques de mesure de températlres dans lesquels la relation entre température et résistance est rendue linéaire de différentes façons.Par exemple on connaît l-s dispositions suivantes en vue de la linéarisation - utilisation de résistances invariables éloignées du point de mesure (ATI;-Bîatt I 222-2 Décembre 1949), utilisation de cieux thermomètres à résistance à comportement non linéaire mais opposé, par exemple utilisation d'un thermomètre à résistance en platine et d'un thermomètre à résistance en nickel (ATM-Blatt V 2125 Septembre 1965), utilisation de générateurs de fonctions à diodes, de calculateurs et de convertisseurs numériques (messen + prüfen, Décembre 1969, Page 895), utilisation de circuits de simulation (AT-Blatt V 212- 5 Septembre 1965), application d'un circuit de calcul analogique (G.Klause "Amplification de la valeur de température indiquée avec "linéarisation"exacte" dans ElektroAk- Journal, Pages 48 à 52). l'outres les dispositions connues pour la linéarisation de la relation température-résistance ont ceci de commun qu'elles sont relativement coûteuses. La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser, avec des moyens simples, un circuit électrique de mesure e températures cie 1 t espèce ci-dessus écrite, de telle sorte qu'une fonction linéaire existe entre la grandeur de mesure "tempé- rature" et la grandeur auxiliaire "tension ou courant de mesure" servant à la lecture et/ou à l'enregistrement. Conformément à 11 invention, ce proolème est, dans un circuit électrique ae mesure de températures de l'espèce ci-àessus décrite, résolu en ce qu'une tension de linéarisation linéairement proportionnelle à la tension de mesure des eia*onales du pont est ajoutée à ou retranchée de la tension d'alimentation du circuit en pont.L'invention tire parti de la connaissance que aans des thermomètres à résistance usuels, par exemple tels que ceux en platine ou en nickel, la sensibilité du thermomètre à résistance dans les zones ue températures intéressantes décroît (par exemple platine) ou croIt (par exemple nickel) pratiquement linéairement avec la température et compense la diminution ou l'accroissement de la sensibilité )ar le fait que la tension d'alimentation agissante est accrue ou diminuée dans la mesure où la sensibilité du thermomètre à résistance décroît ou croît. Les enseignements de la présente invention peuvent être mis en oeuvre de façon particulièrement simple en disposant en série une résistance de linéarisation avec la source de tension primaire > un courant de mesure proportionnel à la tension de mesure circulant dans la résistance de linéarisation.Ceci peut par exemple être réalisé par un transistor de puissance-intercalé à la suite de l'amplificateur de mesure et dans le circuit base-émetteur du transistor de puissance est insérée la sortie de l'amplificateur de mesure et, oans le circuit collecteur-émetteur du transistor de puissance sont insérés l'appareil de lecture et/ou dsenregistremellt, une source de tension secondaire et la résistance de linéarisation,deux résistances de linéarisation étant, de manière plus appropriée connectées en série et la tension de linéarisation pouvant être ajoutée à ou retranchée de la tension d'alimentation au moyen d'un commutateur, de telle sorte que le même circuit de mesure de température puisse être mis en oeuvre aussi bien pour un thermomètre à résistance à sensibilité décroissante (par exemple en platine) que pour un thermomètre à résistance ce à sensibilité croissante (par exemple en nickel). Au reste, dans le cas d'un mode de réalisation avec un circuit en pont non compensé, on a la possibilité de dimensionner la résistance de linéarisation de telle sorte qu'en plus du défaut de linéarité du thermomètre à résistance, le défaut de linéarité du circuit en pont soit également compensé. Les avantages procurés par l'invention peuvent être résumés en ce qu'un circuit électrique de mesure de températures de l'espèce ci-dessus décrite peut être réalisé avec des moyens extrêmement simples, de telles sorte qu'entre la grandeur de mesure "température" et la grandeur auxiliaire "courant ou tension de mesure" servant à la lecture -et/ou l'enregistrement existe une fonction linéaire. De fait, une résistance supplémentaire de linéarisation suffit pour cela, tandis que dans des circuits de mesure de températures comparables connus, cela entraîne une dépense infiniment plus élevée. En même temps, avec le circuit de mesure de températures conforme à l'invention, on óbtient une précision suffisante pour la plupart des cas d'applications pratiques, le défaut de linéarité résiduel est en effet inférieur à 0,1 %. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est un circuit électrique de mesure de températures avec un circuit en pont compensé. La figure 2 est un circuit électrique de mesure de températures avec un circuit en pont non compense. Le circuit électrique de mesure de températures représen té sur les figures se compose essentiellement d'un circuit en pont 1 réalisé à partir de résistances 2, d'un thermomètre à résistance 5 dans une branche du circuit en pont 1, d'une source de tension primaire 4 avec un amplificateur intermédiaire 5 connecté en aval, pour l'alimentation du circuit en pontl, dtun amplificateur de mesure 6 connecté à la suite des diagonales du pont et d'un appareil de lecture 7. Pour obtenir une linéarisation de relation températuretension ou courant de mesure, une tension de linéarisation wopor- tionnellement linéaire à la tension de mesure des diagonales du pont est ajoutée à ou retranchée de la tension d'alimentaton. La tension de linéarisation est ajoutée à la tension d'alimentation du circuit en pont 1 lorsque la sensibilité du thermomètre à résistance 5 diminue lorsque la température croît, elle est retranchée de la tension d'alimentation du circuit en pont 1 lorsque la sensibilité du thermomètre à résistance 3 augmente lorsque la température croît. Dans le mode de réalisation représenté, une résistance de linéarisation 8 ou 9, respectivement, se trouve en série avec la source de tension primaire 4 et un courant de mesure proportionnel à la tension de mesure des diagonales du pont s'écoule à travers la résistance de linéarisation 8 ou 9. En particulier un transistor de puissance 10 est connecté en aval de l'amplificateur de mesure 6 et dans le circuit base émetteur du transistor de puissance 10 est insérée la sortie de l'amplificateur de mesure 6 et dans le circuit collecteur-émetteur du transistor de puissance 10 sont insérés l'appareil de lecture 7, une source de tension secondaire 11 et la résistance de linéarisation 8 ou 9. Comme on peut le déduire des figures, deux résistances de linéarisation 8, 9 sont connectées en série et la tension de linéarisation peut être ajoutée à ou retranchée de la tension d'alimentation au moyen d'un commutateur 12. C'est en effet la chute de tension de la résistance de linéarisation 8 qui est ajoutée à la tension d'alimentation ou la chute de tension de la résistance de linéarisation 9 qui est retranchée de la tension d'alimentation Tandis qu'à la figure 1 est représenté un mode de réalisation d'un circuit électrique de mesure de températures avec circuit en pont compensé à l'aide d'une résistance *upplémentaire de compensation 13, il s'agit dans le cas du circuit de mesure de températures selon la figure 2 d'un tel circuit de mesure avec circuit en pont non compensé. Dans le cas du circuit de mesure de températures selon la figure 2, la résistance de linéarisation 8,9 est dimensionnée ae telle sorte qu'en plus du défaut de linéarité du thermomètre à résistance ), le défaut de linéarité du circuit en pont 1 est étalement compensé. REVENDICATIONS 1.- Circuit électrique de mesure de températures comportant un circuit en pont réalisé au moyen de résistances , un thermomètre à résistance dans une brancne du circuit en pont, une source de tension primaire éventuellement avec un amplificateur intermédiaire monté en aval, pour l'alimentation du circuit en pont, un amplificateur de mesure monté en aval des uiagonales du pont et un appareil de lecture et/ou d'enregistrement, caractérisé en ce qu'une-tension de linéarisation proportionnellement linéaire à la tension de mesure des diagonales du pont est ajoutée ou retranchée de la tension d'alimentation du circuit en pont (1). 2.- Circuit de mesure de températures selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en série avec la source de tension primaire (4) se trouve une résistance de linéarisation 8,9 et un courant de mesure proportionnel à la tension de mesure circule à travers la résistance de linéarisaton (8). 3.- Circuit de mesure de températures selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un transistor de puissance (10) est connecté en aval de l'amplificateur de mesure (6) et dans le circuit base-émetteur du transistor de puissance (10) est insérée la sortie de l'amplificateur de mesure (6) et dans le circuit collecteur-émetteur du transistor de puissance (10) sont insérées une source de tension secondaire (11) et la résistance de linéarisation (8 > 9). 4.- Circuit de mesure de températures selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux résistances de linéarisation (8,3) sont connectées en série et en ce que la tension de linéarisation peut être ajoutée à ou retranchée de la tension d'alimentation au moyen d'un commutateur (12). 5.- Circuit de mesure de températures selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, avec un circuit en pont non compensé, caractérisé en ce que la résistance de linéarisation (8,3) est dimensionnée de telle sorte qu'en plus du défaut de linéarité du thermomètre à résistance (3),le défaut de linéarité du circuit en pont (1) soit également compensé.