Brevet FR2169185A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne un dispositif pour contrtler des ruptures de conducteurs dans un circuit de mesure possédant une faible résistance interne en aval duquel est branché un dispositif de transformation ultérieure, travaillant de façon intermittente, pour les signaux de mesure, les périodes de travail de ce dispositif de transformation ultérieure comportant une période préparatoire et une période de mesure succédant à la précédente. Les circuits de mesure possédant une faible résistance interne sont constitués par exemple par des circuits de mesure comportant un thermocouple comme générateur de valeurs de mesure. Dans la période préparatoire du dispositif de transformation ultérieure des commutateurs de gammes de mesure et de sélection sont actionnés et il faut s'attendre à des phénomènes transitoires. Dans la technique de traitement des valeurs de mesure et de commande de processus il apparat souvent le problème de signaler des défauts au niveau des générateurs de valeurs de mesure. I1 est particulièrement important, et aussi particulièrement difficile, d'identifier des défauts dont le comportement correspond à celui d'une valeur de mesure. Surtout dans des installations très étendues, dans lesquelles sont enregistrés des signaux analogiques, par suite du cablage étendu, il arrive souvent que des câbles soient endommagés lors de travaux de réparation ou de transformation. En outre, il est fréquent que des générateurs de valeurs de mesure sensibles soient perturbés. Par exemple, il arrive souvent que des thermocouples soient coupés. Dans tous ces cas, le circuit de mesure est coupé et ceci de façon que le signal de mesure devient nul.On doit alors pouvoir déterminer si l'absence d'un signal de mesure signifie que la valeur de mesure est nulle ou que le conducteur arrivant au générateur de mesure est coupé et/ou, lorsque le générateur de mesure est constitué par un thermocouple, s'il y a destruction mécanique du thermocouple. La demande de brevet allemand mise à l'inspection publique sous le NO 1 283 378 décrit un dispositif pour con trtler les coupures du circuit de mesure d'une source de tension de mesure continue de faible résistance. Ce circuit connu travaille de façon qutune source de tension alternative, possédant une forte résistance interne et fournissant une tension relativement importante, soit branchée en parallèle sur la source de tension de mesure continue. Lorsque le circuit de mesure n'est pas interrompu, la tension alternative à l'entrée du dispositif transformant ultérieurement le signal de mesure est faible par suite du rapport de division existant entre la résistance interne de la source de tension alternative et la résistance faible de la source de tension de mesure continue. Ce dispositif est un convertisseur analogique-digital fonctionnant en intégrateur de façon que, pendant une période de mesure, les impulsions d'un convertisseur tension-fréquence auquel est appliqué le signal de mesure sont ajoutées. Si le circuit de mesure est coupé, il apparait à l'entrée du convertisseur tension-fréquence une tension relativement importante à laquelle répond un circuit de sélection de fréquence et qui signale la coupure du circuit. Indépendamment du fait qu'un tel dispositif ne peut être utilisé qu'en liaison avec un convertisseur analogique-digital contenant un convertisseur tension-fréquence, il est en outre nécessaire que le convertisseur analogiquedigital ou un autre dispositif de transformation ultérieure travaille en intégrateur afin que la tension alternative superposée au signal de mesure n'influence pas le résultat de mesure. La présente invention se propose de réaliser un dispositif pour contrôler la coupure de circuits de mesure qui ne nécessite qu'une faible dépense de moyens et qui n'influence pas les mesures lorsqu'il n'y a pas de perturbations. En outre, dans des installations où plusieurs circuits de mesure peuvent être raccordés sélectivement à un dispositif de traitement central pour les signaux de mesure, ce dispositif doit également être disposé de façon centrale et par conséquent pouvoir contrôler tous les circuits de mesure raccordés au dispositif de traitement central. Ce problème est résolu suivant l'invention gracie au fait qu'à l'entrée du dispositif de transformation ultérieure est branché un condensateur qui, durant les périodes de repos du dispositif de transformation ultérieure, est chargé par une source de tension constante, la capacité de ce condensateur étant choisie de manière telle que ce condensateur n'est pas déchargé, pendant la période préparatoire du dispositif de transformation ultérieure, à travers le circuit de mesure lorsque celui-ci n'est pas coupé, et qu'une tension de charge qui, pendant la période de travail, est supérieure à une valeur de seuil réglée dans le dispositif de transformation ultérieure, est maintenue aux bornes du condensateur lorsque le circuit de mesure est coupé. Des dispositifs-de transformation ultérieure sont en général constitués par des dispositifs indicateurs ou des convertisseurs analogique-digital. Ces derniers sont souvent commandés de façon à ne coder le signal de mesure délivré par le circuit de mesure qu'en réponse à une instruction. Dans le cas où plusieurs circuits de mesure peuvent être raccordés au convertisseur analogique-digital, un autre mode de fonctionnement n'est pratiquement pas possible. Le dispositif de contrôle proposé travaille de façon que, lorsqu'aucune instruction de codage n'est fournie et que l'on se trouve dans une période de repos du dispositif de transformation ultérieure, le condensateur est relié à la source de tension constante.S'il apparat une instruction, le condensateur est séparé de la source de tension constante au début de la période préparatoire du dispositif de transformation ultérieure, et est raccordé au circuit de mesure. Si ce circuit de mesure n'est pas coupé, le condensateur se décharge à travers lui. Au début de la période de mesure le dispositif de transformation ultérieure pour le traitement du signal de mesure est mis en circuit. Si le circuit de mesure est coupé, le condensateur reste chargé à une tension qui surcharge le dispositif de transformation ultérieure, et par conséquent cela peut être identifié et interprété comme une rupture de conducteur dans ledit dispositif. De façon avantageuse, le dispositif de transformation ultérieure comporte à l'entrée un amplificateur qui comprend un circuit de contre-réaction pour le signal de mesure, le condensateur étant branché à l'entrée de l'amplificateur de façon que la tension de charge ne soit pas utilisée comme tension de contre-réaction. il est aussi avantageux de brancher, entre le circuit de mesure et le condensateur, un commutateur qui est ouvert durant les périodes de charge du condensateur et qui est fermé durant les périodes de décharge du condensateur et les périodes de travail du dispositif de transformation ultérieure. Avec un tel montage, le circuit de mesure reste séparé en permanence de la source de tension constante. Ce nouveau dispositif de contrôle convient particulièrement bien pour des installations dans lesquelles un dispositif central de transformation ultérieure peut être raccordé sélectivement à un de plusieurs circuits de mesure.Dans ce cas, le commutateur branché entre le condensateur et les circuits de mesure sert aussi de sélecteur pour les circuits de mesure, et le condensateur peut être chargé pendant les périodes qui sont nécessaires par ailleurs pour l'adressage des circuits de mesure et la commutation du sélecteur des postes de mesure. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel La figure I est un schéma de principe d'une forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est un diagramme expliquant le fonctionnement du circuit représenté dans le figure 1. Dans la figure 1, la référence MWG désigne le schéma équivalent d'un générateur de valeurs de mesure et la référence L désigne le conducteur reliant le générateur de mesure à un sélecteur MW des circuits de mesure. Le générateur de valeurs de mesure et le conducteur L constituent un circuit de mesure. Ce circuit de mesure peut être raccordé aux lignes collectrices SL par l'intermédiaire d'un commutateur SIS comportant les contacts SIIa et SIIb. D'autres circuits de mesure peuvent être raccordés aux lignes collectrices SL par l'intermédiaire d'autres commutateurs, non représentés, du sélecteur de circuits de mesure. Un amplificateur V1, sur l'entrée duquel un condensateur C est branché en parallèle, est raccordé aux lignes collectrices SL. Ce condensateur peut être chargé à partir d'une source de tension constante UO, par l'intermédiaire d'un commutateur SI. A la sortie de l'amplificateur V1 est raccordé un diviseur de tension R1, R2 à partir de la prise duquel une tension de contre-réaction peut être envoyée au circuit de mesure, par l'intermédiaire du contact SIIb. En outre, à la sortie de l'amplificateur V1 est relié un convertisseur analogique-digital ADU qui code le signal de mesure fourni à l'amplificateur V1 et fournit un signal sous forme digitale à un dispositif de commande de déroulement des opérations ABS.Ce dispositif commande non seulement le processus de codage mais aussi le processus de contrôle consistant à vérifier dans un des circuits de mesure raccordés aux lignes collectrices SL si le conducteur L ou le générateur MWG de valeurs de mesure ne sont pas coupés. Ces processus de contrôle et de mesure sont mis en oeuvre lorsque le dispositif de commande ABS reçoit une instruction correspondante, provenant d'une unité centrale, comportant l'adresse du circuit de mesure qui doit fournir un signal de mesure sous forme codée digitalement.Ce dispositif de commande a préalablement fermé le commutateur SI, à la fin de la dernière période de travail, c'est-à-dire à l'instant t0 (figure 2), de sorte que le condensateur C est chargé à une valeur qui est égale à la tension de sortie de la source de tension constante UO. Simultanément, tous les commutateurs du sélecteur MW des circuits de mesure sont ouverts. La forme d'onde sII de la figure 2 représente les durées d'ouverture et de fermeture du commutateur SII, z correspondant à la position fermée du commutateur et o correspondant à la position ouverte de ce commutateur. De façon correspondante, la forme d'onde sI représente les durées d'ouverture et de fermeture du commutateur SI. La forme d'onde vz représente la période de temps durant laquelle fonctionne le convertisseur analogique-digital.Entre les instants tO et tl le convertisseur analogique-digital n'effectue pas de codage, le commutateur SI est fermé et le commutateur SII est ouvert. Si le dispositif de commande de déroulement des opérations ABS reçoit alors une instruction de codage, ce dispositif de commande non seulement ouvre le commutateur SI, mais transmet aussi l'adresse du circuit de mesure sélectionné à un décodeur DEC qui ferme les contacts SIIa et SIIb du sélecteur MW du circuit de mesure. Les commutateurs SI et SII sont commandés de façon symétrique. La tension de la source de tension constante UO est suffisamment importante pour surcharger l'amplificateur VI, c'est-à-dire qu'elle fait apparaître une tension de sortie de l'amplificateur qui est supérieure aux tensions de sortie correspondant à des tensions de mesure apparaissant normalement la tension de sortie UA atteignant la valeur maximale Etant donné que la tension aux bornes du condensateur n'est pas utilisée en contre-réaction, elle est amplifiée avec le coefficient d'amplification à vide de valeur importante. Il suffit par conséquent d'une tension de quelques millivolts pour sur charger l'amplificateur. Il en est autrement pour la tension UE du générateur de valeurs de mesure.Elle est pratiquement amplifiée uniquement par le facteur (R1 + R2)/R2. On supposera que l'amplificateur V1 ne présente pas de dérive et que sa tension de sortie est nulle pour un signal d'entrée nul. A l'instant tl, auquel le commutateur SII est fermé et le commutateur SI est ouvert, le condensateur C commence à se décharger, par l'intermédiaire des contacts SIIa et SIIb, des résistances Rs des conducteurs et des contacts, du générateur MwG de valeurs de mesure possédant la résistance interne Ri et de la résistance R2 du diviseur de tension. Si l'on néglige la capacité de ligne CL et la résistance de fuite RL du conducteur, la constante de temps de décharge est égale à To = C . (2Rs + R2 + Ri). Le condensateur se décharge tout d'abord avec la constante de temps indiquée ci-dessus, comme s'il était relié à une tension donnée par la relation La tension UE est la tension de mesure fournie par le générateur MWG de valeurs de mesure. La tension d'entrée maximale UEmax 1,correspondant à la valeur maximale pour laquelle l'amplificateur V1 n'est pas limité, est égale, dans le cas de la contre-réaction réalisée à l'aide du diviseur de tension R7/R2, à Si la tension d'entrée UE est comprise entre 0 et +UEmax, la valeur finale virtuelle UC End de la tension aux bornes du condensateur est comprise entre 0 et -UEmax. Si la tension d'entrée est comprise entre 0 et -UBmax, la valeur finale de la tension aux bornes du condensateur est comprise entre UEmax et -2UBmax. Cette valeur finale a touJours une polarité opposée à celle de la tension de la source de tension constante UO, indépendamment de la polarité de la tension de mesure, de sorte que lors du processus de décharge du condensateur sa tension tend vers zéro après une certaine période. Cette période, comprise entre la fermeture du commutateur SI et le passage par zéro, dépend de la polarité de la tension de mesure UE et est infinie lorsque la tension de mesure est égale à + UEmax. Peu de temps avant le passage par zéro de la tension aux bornesdu condensateur,l'amplificateur par zéro plussur- chargé et sa tension de sortie oscille autour d'une valeur finale qui dépend encore uniquement de la tension de mesure UE et du gain réglé au moyen du diviseur de tension R1/R2. La constante de temps T0 indiquée ci-dessus pour le processus de décharge du condensateur C doit être suffisamment faible pour que, dans le cas le plus défavorable, le processus de décharge et les phénomènes transitoires de la tension de sortie de l'amplificateur correspondant à la tension de mesure soient terminés dans la période comprise entre les instants t1 et t2, et qu'au début de la période de mesure du convertisseur analogique-digital, à l'instant t2, celui-ci reçoive une tension proportionnelle à la tension de mesure. Si le circuit de mesure est coupé, le condensateur C ne peut plus être déchargé à travers celui-ci et la constante de temps de décharge Tg est suffisamment importante pour que le temps de décharge du condensateur C, jusqu'à la valeur nulle, soit plus important que l'intervalle de temps entre la fermeture du commutateur SII et l'instant t3 correspondant à la fin du processus de codage du convertisseur analogique-digital. Par conséquent, l'amplificateur reste surchargé durant toute la période de mesure et le convertisseur analogiquedigital fournit une valeur qui est si importante qu'elle ne peut pas être atteinte dans un processus de mesure normal, et qui par conséquent peut servir de signal indiquant la rupture d'un conducteur. La tension constante UO et la capacité du condensateur C doivent être choisies en fonction de la capacité de ligne CL et de la résistance de fuite RL du conducteur. Si la constante de temps due à la capacité CL et à la résistance RL est trop faible, dans le cas d'une rupture d'un conducteur, l'amplificateur V1 est amené dans la zone de fonctionnement actif avant la fin de la période de codage et travaille en intégrateur, la capacité CL constituant la capacité d'intégration et la résistance RL constituant la résistance de décharge. Pour une tension constante UO donnée et un condensateur C, on peut calculer des valeurs limites pour la capacité de ligne et la résistance de fuite RL à partir desquelles on peut déterminer la longueur de câble maximale permettant encore de déterminer une rupture des conducteurs. De façon avantageuse, le convertisseur analogiquedigital fournit la valeur servant de signal caractéristique pour une rupture des conducteurs avant que l'amplificateur soit totalement surchargé. Dans ce cas, la tension d'entrée maximale, pour laquelle le convertisseur analogique-digital est surchargé, est plus faible que la tension R2/R1 + R2 UAmax , de sorte que pour UE i +|UEmax|, la tension finale UC End n'est pas nulle mais négative. De ce fait, lorsque le circuit n'est pas coupé, le passage par zéro de la tension Uç est plus vite atteint pour la limite de surcharge positive. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour contrôler des ruptures de conducteurs dans un circuit de mesure possédant une faible résistance interne en aval duquel est branché un dispositif de transformation ultérieure, travaillant de façon intermittente, pour les signaux de mesure, les périodes de travail de ce dispositif de transformation ultérieure comportant une période préparatoire et une période de mesure succédant à la précédente, caractérisé par le fait qu'à l'entrée du dispositif de transformation ultérieure (V1, ADU) est branché un condensateur (C) qui, durant les périodes de repos du dispositif de transformation ultérieure (V1,ADU), est chargé par une source de tension constante (ut), , la -capacité de ce condensateur étant choisie de manière telle que ce condensateur n'est pas déchargé, pendant la période préparatoire du dispositif de transformation ultérieure, à travers le circuit de mesure lorsque celui-ci n'est pas coupé, et qu'une tension de charge qui, pendant les périodes de repos et la période de travail suivante, est supérieure à une valeur de seuil réglée dans le dispositif de transformation ultérieure, est maintenue aux bornes du condensateur lorsque le circuit de mesure est coupé. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de transformation ultérieure comporte à l'entrée un amplificateur (V1) qui comprend un circuit de contre-réaction pour le signal de mesure, le condensateur (C) étant branché à l'entrée de l'amplificateur de façon que la tension de charge ne soit pas utilisée comme tension de contre-réaction. 3. Dispositif suivant l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait qu'entre le circuit de mesure (Rs, Ri, UE) et le condensateur (C), est branché un commutateur (SII) qui est ouvert durant les périodes de charge du condensateur (C) et qui est fermé durant les périodes de décharge du condensateur (C) et les périodes de travail du dispositif de transformation ultérieure (V1, ADU). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le commutateur (SII) constitue une partie d'un sélecteur (MW) de circuits de mesure qui relie sélectivement un des différents circuits de mesure au dispositif de transformation ultérieure (V1, ADU). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que la tension de sortie de l'amplificateur (V1) est plus importante qu'une valeur de seuil réglée dans une partie (ADU), branchée en aval de l'amplificateur, du dispositif de transformation ultérieure, lors du dépassement de laquelle un signal indiquant une coupure du circuit de mesure est fourni.