Brevet FR2306541A1 — publié le 19761029

La présente invention concerne un appareil de mesure électronique alimenté en courant par une batterie et comportant un dispositif qui indique l'état de charge de cette batterie au moyen d'un élément luminescent de signalisation émettant de la lumière des que la tension de la batterie tombe au-dessous de la valeur d'une tension de référence contenue dans ledit dispositif et correspondant à une valeur de comparaison. On connalt déjà un tel appareil, décrit dans la spécification de brevet allemand n0 2 254 592. Les appareils de mesure électroniques alimentés en courant par une batterie ont besoin pour assurer leur bon fonctionnement de comporter un dispositif qui vérifie l'état de charge de la batterie et qui indique cet état à l'utilisateur soit automatiquement, soit à la demande. Ceci est important surtout lorsque la précision du résultat de la mesure ou du calcul dépend de l'état de charge de la batterie. En conséquence, le cadran du dispositif indicateur de tension des appareils de mesure alimentés par une batterie comporte fréquemment un repère qui divise l'échelle de mesure de la tension de batterie en deux plages, l'une correspondant à l'état de charge utile et l'autre à un état de charge impropre à l'utilisation de l'appareil de mesure. C'est l'utilisateur lui-meme qui doit vérifier dans quelle plage d'état de charge se trouve l'appareil, par la manoeuvre d'un commutateur de vérification. Le fait que la vérification doive etre faite par l'utilisateur lui-meme constitue un inconvénient, d'autant plus qu'il a tendance à oublier de la faire. Une autre technique connue est de placer en permanence en parallèle avec la batterie un dispositif indicateur spécialement prévu pour pouvoir vérifier 11état de charge de cette batterie. La consommation en courant de ce type d'indicateurs est négligeable, par contre, une manipulation trop brusque de l'appareil de mesure électronique risque facilement d'endommager le dispo sitif indicateur, très petit et très sensible. On risque également avec un tel système de remarquer le passage de la plage utile à la plage interdite beaucoup trop tard. Le dispositif électronique indiquant l'état de charge de la batterie de l'appareil de mesure électronique décrit dans la spécification de brevet allemand n0 2 254 592, mentionné dans l'introduction de la présente description, -ne présente pas les inconvénients précités. Dans cet appareil, la tension de batterie est comparée, dans un comparateur, avec la tension d'une source de référence. Lorsque la tension de batterie tombe au-dessous de la valeur de la tension de référence, le comparateur délivre un signal qui provoque l'allumage des virgules décimales de tous les éléments indicateurs d'un appareil d'affichage numérique tel qu'un calculateur de poche. Dans l'appareil électronique connu, la source de tension de référence est une diode Zener.Toutefois, l'effet Zener ne se produit sans ambiguïté qu'aux tensions Zener supérieures à 3 volts, de sorte que le dispositif connu ne convient pas pour tester des tensions inférieures à 3 volts. L'objet de la présente invention est de prévoir un dispositif électronique qui indique l'état de charge de la batterie d'alimentation d'un appareil de mesure électronique et qui soit capable de surveiller des batteries ayant une tension admissible nettement inférieure à 3 volts. Lorsque la tension de batterie tombe au-dessous de cette valeur admissible, le dispositif indicateur de l'invention doit délivrer un signal indicateur visible. Un autre objet de l'invention est de prévoir un dispositif indicateur de charge de batterie qui soit facile à réaliser à l'aide de composants du commerce de faible prix. Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que le dispositif qu'elle prévoit comporte deux transistors en cascade dont les émetteurs sont reliés à un meme pole de la. batterie, et dont les collecteurs sont reliés à l'autre ple de la batterie à travers une résistance de charge, la batterie étant montée en parallèle avec un diviseur de tension dont la prise est reliée à la base du premier transistor du montage en cascade, et le deuxième transistor dudit montage en cascade commandant ltélément indicateur à émission de lumière. Dans le cas le plus simple, l'élément indicateur est une lampe incandescente ou bien une diode luminescente introduite dans le circuit collecteur du deuxième transistor du montage en cascade. Le dispositif de la présente invention offre l'avantage, entre autres, de passer brusquement de l'état de non-signalisation à l'état de signalisation. La marge de transition entre les deux états n'est que de quelques millivolts. Etant donné que la baisse de tension de la batterie est un processus assez lent, il est particulièrement souhaitable que le passage d'un état à l'autre se fasse rapidement afin d'obtenir une signalisation sans ambiguité meme dans la marge critique de transition, et d'éviter des pertes de chaleur importantes dans le montage en cascade des transistors. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le diviseur de tension placé à l'entrée du montage de transistors en cascade est ajustable. Ceci permet d'ajuster à la valeur désirée la tension qui constituera le point de commutation du dispositif indicateur, de façon par exemple qu'au moment de la signalisation la batterie dispose encore d'une certaine réserve de charge afin d'assurer le fonctionnement ininterrompu de l'appareil pour un minimum de temps. En outre, on peut se servir du diviseur de tension ajustable pour compenser les écarts de tolérance, en particulier des paramètres caractéristiques du montage de transistors en cascade. Selon un perfectionnement apporté au dispositif de l'invention afin que la valeur de tension choisie comme point de commutation du dispositif indicateur reste invariable sur une large gamme de températures, on introduit une diode polarisée dans le sens direct dans la branche du diviseur de tension en parallèle avec la jonction émetteur du premier transistor du montage en cascade. Cette diode est réalisée à partir du même matériau semi-conducteur que le premier transistor. Selon un autre perfectionnement de l'invention, on connecte aux bornes d'entrée du montage de transistors en cascade un contact de commutation, commande par exemple par une touche. En actionnant cette touche, l'utilisateur de l'appareil de mesure électronique peut s'assurer de manière très simple que la batterie est suffisamment chargée et que le dispositif indicateur fonctionne correctement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexees qui représentent - la figure 1, un dispositif destiné à indiquer l'état de charge de la batterie d'alimentation d'un appareil de mesure électronique, conforme à l'invention ; - la figure 2, le diagramme courant-tension du dispositif de la figure 1. Sur la figure 1, le bloc 1 représente le circuit électronique de l'appareil de mesure, alimenté par une batterie 3 lorsqu'un contact 2 est établi. Un dispositif 4 de surveillance et de signalisation de l'état de charge de la batterie 3 se trouve connecté en parallèle avec la batterie 3 lorsque le contact 2 est ferme. Le dispositif 4 de surveillance et de signalisation de l'état de charge de la batterie 3 comporte un montage en cascade de deux transistors T1 et T2. Les émetteurs de ces transistors, qui, dans la réalisation représentée, sont des transistors a#silicium de type N, sont reliés directement au ple négatif de la batterie 3. Lorsque le contact 2 est établi, les collecteurs des deux transistors se trouvent connectés à la borne positive de la batterie, respectivement à travers les résistances Ri et R2. Dans le montage en cascade, la base du deuxième transistor T2 est reliée au collecteur du premier transistor T1. La base du premier transistor T1 est reliée à la prise P d'un diviseur de tension constitué par deux résistances R3 et R4. En position fermée du contact 2, ce diviseur de tension se trouve également connecté en parallèle avec la batterie 3 de l'appareil de mesure électronique. Dans la branche du diviseur de tension R3/R4 parallèle à la jonction d'émetteur du premier transistor T1 est connectée une diode D polarisée dans le sens direct, en série avec la résistance R4. La résistance R3 de l'autre branche du diviseur de tension est une résistance ajustable. Une diode luminescente est introduite dans le circuit du collecteur du deuxième transistor T2 du montage en cascade et joue le rôle d'un dispositif indicateur à émission de lumière 5. Quand le contact 2 est fermé, un courant I circule dans le dispositif 4, ledit courant dépendant de la tension UB, autrement dit de l'état de charge de la batterie 3. C'est cette dépendance que représente la figure 2 au moyen d'une courbe 6, 7, 8. Sur le diagramme de la figure 2, la tension de batterie UB est portée lineairement sur l'ordonnez en volts, tandis que sur l'abscisse est porté en milliampères et sur une échelle logarithmique le courant I circulant dans le dispositif 4. Lorsque l'appareil de mesure est en fonctionnement, le circuit électronique 1 est alimente en permanence à partir de la batterie 3. Il s'ensuit que l'état de charge de la batterie et, par conséquent, la tension UB entre les pâles de la batterie décroissent régulièrement. Quand la tension de batterie UB est haute, le premier transistor T1 du montage en cascade du dispositif 4 connecté est passant, et le deuxième transistor T2 est bloqué. Le transistor T1 utilise une petite quantité du courant I de la batterie 3 (partie 6 de la courbe de la figure 2), suffisante pour maintenir le transistor T2 bloqué. Au fur et à mesure que la tension de batterie U décrort, la tension B au niveau du point de prise P du diviseur de tension R3/R4 decroit également, jusqu'à ce qu'elle ne suffise plus à maintenir le premier transistor T1 passant. Le deuxième transistor T2 se trouve alors alimenté à travers la résistance R1 reliée au collecteur du transistor T1. Le transistor T2 devient passant à travers la diode luminescente 5 et la résistance R2. Ceci se produit brusquement, dans le laps de temps d'une diminution de la tension de batterie de quelques millivolts, la consommation en courant I du dispositif 4 sautant, par l'intermédiaire de la ligne de transition 7, de la courbe 6 à la courbe 8, qui représente essentiellement le courant de déblocage de la diode luminescente 5. La diode 5 émet donc maintenant une signalisation lumineuse, indiquant que l'on a atteint la tension d'alimentation minimale pour un fonctionnement correct et fiable de l'appareil de mesure électronique, et que la batterie doit etre remplacée ou rechargée. La résistance ajustable R3 permet d'ajuster la prise P du diviseur de tension R3/R4 de façon que le dispositif 4 passe brusquement dans l'état de signalisation dès que la tension aux bornes de la batterie tombe au-dessous d'une valeur choisie à l'avance UBO Il est intéressant de choisir la valeur UBO légèrement au-dessus de la valeur limite inférieure UBmin à laquelle le circuit 1 de l'appareil de mesure électronique fonctionne tout juste correctement. Grâce à cette précaution, il est possible, après que l'état de charge de la batterie a été signalé insuffisant, de terminer la mesure en cours à l'aide de l'appareil, à moins que le temps de fonctionnement nécessaire ne soit supérieur au temps garanti par la réserve. Le rôle de la diode D située dans la branche du diviseur de tension qui comporte la résistance R4 est de compenser les variations de température susceptibles d'affecter la valeur de la tension de batterie UBO, Sélectionnée à l'avance au moyen de la résistance variable R3 et à laquelle le dispositif 4 passe brusquement à l'état de signalisation. Etant donné que la valeur de comparaison utilisée pour la valeur de la tension de batterie sélectionnée à l'avance, UBO, est la chute de tension dans la jonction d'émetteur du premier transistor T1 à l'état passant, il faut réaliser la diode D à partir du même matériau semi-conducteur que le transistor T1. Il est souvent souhaitable, avant d'utiliser l'appareil de mesure électronique, de vérifier si les batteries d'alimentation sont correctement placées dans l'appareil, si elles sont suffisamment chargées et si le dispositif de surveillance et de signalisation de l'état de charge remplit bien son réale. Pour effectuer cette vérification, l'appareil de mesure de la figure 1 comporte une touche de commande 9 dont le contact 10 est connecté dans le circuit baseémetteur du premier transistor T1 du montage en cascade. Si l'utilisateur de l'appareil de mesure en fonctionnement manoeuvre la touche de vérification 9, le contact 10 court-circuite la base du transistor T1 avec son émetteur, bloquant ainsi ce transistor. Le deuxième transistor T2 du montage en cascade, maintenant passant, excite la diode luminescente 5 qui émet de la lumière tant que la touche est enfoncée, indiquant que le résultat de la vérification est positif. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu a titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent etre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure électronique alimenté en courant électrique par une batterie et comportant un dispositif d'indication de l'état de charge de ladite batterie au moyen d'un élément de signalisation luminescent émettant de la lumière lorsque la tension de la batterie tombe au-dessous de la valeur d'une tension de référence contenue dans le dispositif et correspondant à une valeur de comparaison, caractérisé par le fait que ledit dispositif comporte deux transistors montés en cascade dont les émetteurs sont reliés directement à un ple de la batterie et dont les collecteurs sont reliés à l'autre ple de la batterie chacun à travers une résistance de charge, la batterie étant montée en parallèle avec un diviseur de tension dont la prise est reliée à la base du premier transistor du montage en cascade, et le deuxième transistor dudit montage commandant ltélément de signalisation par émission de lumière. 2. Appareil de mesure électronique conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que ltélément de signalisation par émission de lumière est une lampe incandescente ou bien une diode luminescente et se trouve dans le circuit de collecteur du deuxième transistor du montage en cascade. 3. Appareil de mesure électronique conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une diode polarisée dans le sens direct est introduite dans la branche du diviseur de tension parallèle à la jonction d'émetteur du premier transistor du montage en cascade, cette diode étant réalisée à partir du meme matériau semi-conducteur que le premier transistor. 4. Appareil de mesure électronique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le diviseur de tension est un diviseur de tension ajustable. 5. Appareil de mesure électronique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un contact commande par un commutateur est connecté à l'entrée du montage de transistors en cascade.