Brevet FR2280066A1 — publié le 19760220

La présente invention se rapporte à la mesure de faibles pressions dynamiques telles que celles générées par l'écoulement des fluides gazeux. Une telle mesure nécessite le plus souvent l'utilisation d'un capteur ayant une très grande sensibilité pour un encombrement maximal admissible relativement restreint. Or, à sensibilité égale, l'encombrement minimal d'un capteur dépend du principe physique mis en jeu pour traduire la pression en une grandeur électriquement mesurable. A cet égard, les capteurs du type capacitif présentent un avantage théorique certain comparativement aux capteurs à potentiomètre, à jauge de déformation, à induction mutuelle, etc... Cependant, cet avantage théorique est en partie contrarié dans les réalisations classiques par la nécessité d'implanter à proximité immédiate du capteur un circuit électronique d'adaptation connu sous le nom de suiveur de cathode (cathode-follower) et dont la taille n'est pas négligeable. Une augmentation de la distance séparant le capteur de l'appareillage électronique d'adaptation entraîne une dégradation du rapport signal/bruit de la bande passante et de la sensibilité. L'invention remédie à cet inconvénient majeur et propose une solution originale qui permet d'éloigner l'appareillage électronique sans présenter les inconvénients mentionnés plus haut, et d'aboutir ainsi à un excellent compromis du rapport sensibilité/encombrement. A cet effet, l'invention propose un dispositif de mesure du type comportant un microphone capacitif et un amplificateur de charge reliés par un câble coaxial, remarquable en ce qu'il comporte - une électrode interne dudit microphone reliée à une entrée de l'amplificateur de charge par le conducteur interne d'un premier câble coaxial, - une électrode externe du microphone reliée à l'un des pôles d'une source d'alimentation par le conducteur interne d'un second câble coaxial, - une connexion commune de masse entre les blindages desdits câbles, une entrée de l'amplificateur de charge et un autre pôle de ladite alimentation. Le potentiel de l'électrode externe qui est soumise aux faibles pressions dynamiques est de l'ordre de 200 volts continus et, afin de permettre la manipulation du microphone, cette électrode est isolée de la masse par une grille isolante. L-a description se rapporte à des exemples de réalisation non limitatifs décrits avec référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma électrique du dispositif suivant l'invention, - la figure 2 est un mode de réalisation du dispositif. Sur la figure 1, le dispositif suivant l'invention comporte un microphone capacitif polarisé désigné par le repère général 1, un amplificateur de charge 2 en soi connu, des câbles coaxiaux 3 et 4. Le microphone 1 comporte une électrode interne la et une électrode externe lb. L'électrode la est reliée par le conducteur intérieur 3a d'un câble coaxial 3 à une entrée 2a de l'amplificateur 2. L'électrode externe lb est reliée par le conducteur interne 4a du second câble coaxial 4 à un potentiel positif de 200 Volts d'une alimentation continue stabilisée (non figurée). Les cables coaxiaux 3 et 4 sont d'un type spécial éliminant les bruits électriques. Les masses de ces câbles, respectivement 3b et 4b, sont reliées au pôle négatif de l'alimentation. L'utilisation d'un amplificateur de charge associé à un microphone capacitif polarisé par une tension continue offre l'avantage de pouvoir réunir ces deux éléments par un câble de liaison coaxial de longueur relativement grande, sans modifier les performances métrologiques de la chaîne de mesure. En effet, on sait qu'au niveau d'un microphone capacitif, toute variation de pression entraîne une variation de distance inter-électrodes donc une variation de capacité. D'autre part, la variation de tension en sortie de l'amplificateur de charge en fonction de pressions appliquées au microphone est proportionnelle, compte tenu d'un facteur de proportionnalité, à la sensibilité en tension du microphone, laquelle est étroitement liée à la capacité du câble de liaison. Pratiquement, la capacité de contre réaction de l'amplificateur de charge est très grande par rapport à la capacité de liaison du câble, de sorte que l'erreur introduite par cette dernière est négligeable. En prenant l'exemple de câbles coaxiaux ayant une capacité interne de 100 pF/m, la distance séparant le microphone de l'amplificateur de charge a pu atteindre 100 mètres avec le schéma décrit par l'invention. Afin de préserver l'entrée de l'amplificateur 2 contre une surcharge accidentelle, on peut la protéger de façon connue par un circuit de protection sans modifier la portée de l'invention. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, le microphone 1 comporte un boîtier en matière isolante lc (par exemple en MAKROLON) glissé sur un manchon ld métallique. Le boitier comporte d'un côté un fond ajouré le, et de l'autre, un fond amovible 1f fixé sur le manchon Id par une bague isolante filetée lg vissée dans le boîtier lc. Le fond If est en matière isolante et comporte des raccordements étanches lh, li pour le passage isolé des conducteurs 3a, 4a des câbles coaxiaux 3 et 4. L'électrode interne la est fixée sur un support isolant lg et raccordée au conducteur 3a. L'électrode externe 1d est fixée entre l'extrémité adjacente du corps ld et le fond ajoure le ; elle est raccordée par le manchon id au conducteur 4a. Le fond ajouré le, permet de faire communiquer l'électrode id avec l'écoulement de fluide gazeux dont il faut mesurer la pression dynamique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de faibles pressions dynamiques cu type comportant un microphone capacitif et un amplificateur de charge reliés par un câble coaxial, caractérisé en ce qu'il comporte - une électrode interne dudit microphone reliée à une entrée de l'amplificateur de charge par le conducteur interne d'un premier câble coaxial, - une électrode externe du microphone reliée à l'un des poles d'une source d'alimentation par le conducteur interne d'un second câble coaxial, une ulte connexicn commune de masse entre les-blindages desdits câbles, une entre de l'amplificateur de charge et un autre pôle de ladite alimentation. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode externe est isolée de la masse du microphone par une grille isolante. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon isolant comporte un fond ajouré parallèle à i'électrode externe.