Brevet FR2129987A1 — publié le 19721103

L'invention se rapporte à la mesure de signaux continus de faible intensité et, plus particulièrement, de ceux qui sont issus d'un pont de mesure comportant des éléments capteurs. Il existe différents types d'appareils connus qui amplifient 5 les signaux issus du pont et indiquent le résultat de la mesure, soit sous la forme analogique, soit sous la forme numérique. Ces appareils comportent une source d'alimentation du pont, un organe d'équilibrage ou de tarage du pont (en général, un simple potentiomètre, auquel on applique la tension d'alimentation 10 clu pont) et, généralement,des moyens de produire une tension de référence„ La tension appliquée à l'entrée de l'amplificateur est, en effet, proportionnelle à la tension d'alimentation du pont et, pour éliminer l'influence des variations de cette tension d'allié mentation sur le résultat de la mesure, on est le plus souvent conduit à effectuer le quotient de la tension de sortie de l'am.-. plificateur par une tension de référence proportionnelle à la tension d'alimentation du pont. En pratique, le pont de mesure est le plus souvent situé, 20 par rapport aux autres organes de l'appareil (en particulier, l'organe de tarage et la source d'alimentation), à des distances qui peuvent varier dans de larges limites d'une utilisation de l'appareil à une autre. Dans les appareils connus, la tension appliquée à l'organe 25 de tarage et la tension de référence (ou la tension d'entrée des moyens de la produire) sont directement prélevées à la sortie de la source d'alimentation du pont. Il en résulte que ces tensions ne sont pas rigoureusement proportionnelles à la tension réelle d'alimentation appliquée aux bornes du pont, notamment à cause 5® des variations de résistance des conducteurs de liàison entre le pont et les autres organes de l'appareil, en fonction de leur longueur et de la température. L'invention se propose d'éliminer les erreurs de mesure qui résultent de ces variations inévitables. 55 Suivant l'invention, lesdits conducteurs de liaison compor tent, en plus des deux conducteurs habituels de prélèvement du signal aux bornes de mesure du pont, du conducteur reliant l'une des bornes de mesure du pont au point de réglage de l'organe d'équilibrage et des deux conducteurs d'alimentation du pont, ^"0 deux conducteurs de prélèvement de 1?. tension de référence aux 71 10530 2 21,29987 bornes d'alimentation du pont et deux conducteurs reliant les bbrnes d'alimentation du pont aux bornes de l'organe d'équilibrage. les avantages, ainsi que lesdifférentes particularités de 5 l'invention, apparaîtront clairement à l'aide de la description ci-après. La figure unique du dessin annexé représente scbématique-ment un mode d'exécution préféré de l'invention. Ce mode d'exécution est appliqué au dispositif particulier 10 décrit en détail dans la demande de brevet français déposée le; même jour par la Demanderesse, pour : "Procédé et Dispositif de mesure et d'indication digitale de signaux électriques de faible intensité". Il doit cependant être bien compris que l'invention n'est 15 nullement limitée à cette application. On a représenté au dessin un pont composé de résistances 1 à 4- (il s'agit par exemple d'un pont à jauges de contrainte), et alimenté à distance par une source 5» Cette source fait partie de l'ensemble 6 qui comprend des organes d'amplification et d'in-20 dication de l'appareil (symbolisés par le rectangle 10) ainsi que l'organe de tarage et, éventuellement, les moyens de produire la tension de référence. L'appareil est, dans le mode d'exécution considéré, du type décrit dans la demande de brevet susvisée et comprend donc : 25 un dispositif 7 cLe production d'une tension de référence, un organe d'équilibrage du pont qui comporte une résistance 8 et un potentiomètre 9; et des circuits 10 comprenant notamment les amplificateurs opérationnels et les organes aiguilleurs et intégrateurs décrits dans ladite demande. 30 Le signal issu du pont est prélevé, aux bornes de la diago nale de mesure de celui-ci, au moyen de deux conducteurs 11 et 12 tandis que la tension d'alimentation est appliquée aux bornes de l'autre diagonale au moyen de deux conducteurs 13 et 14. Suivant une particularité importante de l'invention, 1'or-35 gane 7 reçoit sa tension d'entrée aux bornes mêmes du pont où est appliquée la tension d'alimentation et ce, par l'intermédiaire de conducteurs supplémentaires 15 et 16. Le potentiomètre 9 est également relié, par deux conducteurs supplémentaires 17 et 18, aux bornes d'alimentation du 71 10530 3 2129987 pont, tandis que la résistance 8 est reliée, par un conducteur 19, à l'une des "bornes de la diagonale de mesure. L'ensemble des neuf conducteurs 11 à 19 fait partie d'un câble blindé symbolisé par un rectangle en trait mixte 20. 5 Du fait que la tension d'entrée de l'organe 7 est prélevée aux bornes d'alimentation du pont, l'organe 7 engendrera une tension de référence proportionnelle à la tension réelle d'alimentation du pont, ce qui supprime une cause importante d'erreur dans les appareils du type visé par l'invention. 10 On a vu, en particulier, que cette proportionnalité entre la tension de référence et la tension réelle d'alimentation du pont devrait être respectée dans l'appareil décrit dans la demande de brevet susvisée, afin d'éliminer les erreurs dues à la fluctuation inévitable de la tension réelle d'alimentation du 15 pont. Cette dernière dépend en effet, non seulement de la tension aux bornes de la source 5* mais de la résistance des conducteurs. 13 et 14', laquelle varie notamment en fonction de leur longueur et de la température. En ce qui concerne la variation de résistance des conduc-20 teurs de prélèvement 15 et 16 de la tension de référence, il est facile d'en éliminer l'influence en dormant à l'organe 7 "une impédance d'entrée extrêmement élevée. C'est ce qui a été fait dans la demande susvisée, les amplificateurs-suiveurs (40-41, figure 3) ayant une impédance d'entrée extrêmement élevée. 25 De même, les variations de résistance des conducteurs 11 et 12 de prélèvement du signal pourront facilement être rendues négligeables en donnant à l'impédance d'entrée des organes 10 une valeur extrêmement élevée. En ce qui concerne l'équilibrage du pont (obtenu de manière 30 connue en soi, par réglage du potentiomètre 10), la variation de résistance du conducteur 19 relié au curseur du potentiomètre est rendue sans importance grâce à l'insertion de la résistance 8, de valeur élevée par rapport à celle des jauges et des conducteurs de liaison. Plus précisément, la résistance 8 est calculée 35 de façon à permettre de réaliser l'équilibrage du pont dans les conditions les plus défavorables. On fera observer que le rapport entre les tensions aux bornes du potentiomètre et au point de réglage (curseur) ne varie pas en fonction de la température, si bien que c'est finalement la seule qualité de la résistance 8 qui 40 détermine la qualité de l'équilibrage. 71 10530 4 2129987 Lorsque l'appareil n'a pas "besoin de comporter une tension de référence, les conducteurs 15 et 16 peuvent évidemment être supprimés. Dans ce cas, la source d'alimentation 5 devra être "bien stabilisée, et les conducteurs 13 et 14 devront présenter 5 une résistance très faible, la mesure s'effectuant alors directement sur un signal proportionnel à la tension aux bornes d'alimentation du pont, laquelle devra, par conséquent, varier le moins possible. Le montage décrit présente l'intérêt de se prêter à la mise 10 en parallèle de plusieurs ponts, avec un seul ensemble 6 commun. En effet, il élimine l'effet des variations de la tension aux bornes de la source d'alimentation qui sont dues aux variations de charge en fonction du nombre des ponts mis en parallèle. Une telle possibilité est intéressante par exemple lorsque 15 plusieurs ponts devront être disposés en plusieurs points pour obtenir la moyenne des signaux qui y seront recueillis, ce qui est désirable dans de nombreuses applications,notamment le pesage Il convient de faire observer que dans ce cas, la moyenne sera obtenue même lorsque les jauges délivrent des signaux très 20 inégaux. Il va de soi que diverses modifications pourront être apportées au montage décrit et représenté, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. 71 10530 5 2129987 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de signaux électriques continus de faible intensité, du type comportant au moins un organe capteur générateur de ces signaux et nécessitant un tarage ou équilibrage, un ensemble d'amplification et d'indication ou d'enregistrement 5 des desdits signaux, ledit ensemble comprenant en outre un organe d'équilibrage et une source d'alimentation reliée à deux bornes du capteur et étant situé à une certaine distance de celui-ci, caractérisé par deux conducteurs reliant les deux bornes dudit organe d'équilibrage aux deux bornes d'alimentation du capteur. 10 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par une résistance de valeur élevée directement reliée à une extrémité au point de réglage dudit organe d'équilibrage et dont l'autre extrémité est reliée à l'une des bornes de mesure du capteur par l'intermédiaire d'un conducteur de liaison. 15 3 - -Dispositif suivant la revendication 1 ou la revendica tion 2, dans lequel ledit ensemble comprend en outre des moyens de produire line tension de référence, caractérisé par deux conducteurs reliant lesdits moyens auxdites bornes d'alimentation du capteur. 20 4- - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens ont une impédance d'entrée pratiquement infinie. 5 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les conducteurs susvisés, ainsi que les deux conducteurs de 25 prélèvement des signaux aux bornes de mesure du capteur, font partie d'ion même câble blindé qui relie le capteur audit ensemble. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits conducteurs de prélèvement aboutissent à une impédance d'entrée pratiquement infinie des organes amplificateurs dudit 30 ensemble. 7 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par la mise en parallèle de plusieurs ponts de capteurs reliés à un ensemble unique d'amplification et d'équilibrage par l'intermédiaire du câble blindé commun comportant lesdits conducteurs.