Brevet FR2363086A1 — publié le 19780324

Les instruments de mesure analogique sont susceptibles de présenter des dérivés entratnant des erreurs de gain et de réglage du zéro. Typiquement, l'emploi des composants à faible dérivé onéreux, et, fréquemment, un réétalonnage par l'utilisateur sont nécessaires pour réduire l'im- portance de telles dérivés ou au moins réduire leur effet sur l'instrument de mesure. Un instrument de mesure construit conformément au mode de réalisation préférentiel de la présente invention détermine si une erreur dépasse un niveau sélectionnable en comparant les données relatives au gain effectif et à la température effective à des données de référence et en calculant des facteurs de correction en admettant des fonctions de transfert linéaires du circuit auxiliaire. Les facteurs sont alors utilisés pour corriger les données de sortie de l'instrument. Lorsque l'erreur dépasse le niveau choisi, le calculateur ajuste les facteurs de correction de façon d refléter le nouveau niveau afin de permettre un fonctionnement continu de l'instrument. Si l'erreur continue de changer, les facteurs de correction sont corrigés à nouveau lorsque le niveau choisi est dépassé et ajusté de la manière nécessaire pour refléter le nouveau niveau d'erreur. D'autres caractéristiques de l'invention à la lecture de la description et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une comparaison graphique de la fonction de transfert idéale et de la fonction de transfert approximativement effective d'un instrument linéaire la Fig. 2 est un schéma de circuit du circuit de correction automatique selon le mode de réalisation préférentiel de la présente invention la Fig. 3 est une représentation graphique du mode de sortie en fonction de la température, du codeur du circuit de correction de la Fig. 2 la Fig. 4 est une comparaison graphique de l'erreur de gain et de réglage du zéro en fonction de la température du circuit avec et sans le circuit de correction de la Fig. 2. Un circuit construit conformément au mode de réalisation préférentiel de la présente invention détecte les erreurs produites par les erreurs de réglage du zéro et du gain, liées aux facteurs de temps et de température dans les amplificateurs de signaux, calcule les facteurs de correction pour modifier les données de sortie du circuit afin de corriger ces erreurs puis recalculer automatiquement ces facteurs de correction pour maintenir une bande d'erreur compatible avec le pouvoir séparateur des convertisseurs analogiques en numérique, lorsque le temps s'écoule et que la température change. Sur la Fig. 1 à laquelle on se réferera maintenant, la ligne en traits interrompus représente une fonction de transfert idéalement linéaire d'un amplificateur et la ligne en trait plein représente approximativement la caractéristique réelle, montrant l'effet sur la fonction de transfert de la dérive du gain et du réglage du zéro.Etant donné que pour la fonction en trait plein Vout = A2 Vin + b (dans laquelle Vout désigne la tension de sortie, Vin la tension d'entrée et A2 et b sont des constantes), on a si Vin = 0 Vout b et si Vin = VFS, Vout = Vcal (formule dans laquelle VFS désigne la tension d'entrée correspondant à la déviation maximale et Vcal la tension de sortie maximale étalonnée correspondante) ainsi la correction du réglage du zéro et la correction du gain est Les lectures ultérieures de sortie du circuit sont alors corrigées suivant la relation lecture corrigée=Gc (Vout2 -b) formule dans laquelle Vout2 est un relevé ultérieur des données de l'instrument. out2 Le procédé est basé sur l'emploi d'au moins une référence exempte de dérivé pour les points de données zéro et de déviation maximale. Cependant, une seule de ces références est nécessaire pour l'ensemble de l'instrument et elle peut titre fournie par un dispositif d'un type quelconque bien connu, tel qu'une diode Zenerdeprécision compensée en température. Un mini-calculateur, tel que l'un des modèles Hewlett-Packard HP 2100 et HP 21MX ou un microprocesseur, tel que le modèle Intel 808A ou le modèle Mtorola 6800 fournit la capacité de calcul requise et un transducteur de température, tel qutun thermocouple ou le modèle National Semiconductor LN 3911, fournit la capacité de détection de la température. Comme représenté sur la Fig. 2 à laquelle on se référera, un code fonction de la température est fourni avec une précision raisonnable par le codeur 20 au moyen de comparateurs 210, 220, 230, 240 auxquels est appliqué un signal de température détecté par le détecteur 201. Lors de la mise sous tension initiale de l'instrument, le code de la tempéra ture ambiante est mis en mémoire dans un reg!siie à bascules bistables de 4 bits.Etant donné qu'un changement de température de dix degrés centigrades (10 C) peut être suffisant pour provoquer des changements indésirables dans le réglage du zéro et dans la pente des caractéristiques de gain des amplificateurs, des convertisseurs analogique en numérique, des circuits d'échantillonnage et de maintien et analogues de nouvelles données d'éta- lonnage sont établies à chaque changement de lO0C. Ainsi, comme représenté sur la Fig. 3, lorsque le circuit est mis sous tension à la température ambiante (250C) le code est 0000 ; si la température s'élève à 350C le code devient 0001.Le change- ment de code est reçu par le comparateur de codes 206 qui provoque alors l'établissement, par l'unité 207 de commande de commutation d'étalonnage, de nouvelles données de zéro et de déviation maximale de la manière décrite ci-dessus. Les nouvelles données sont alors utilisées par le microprocesseur, le minicalculateur ou l'unité de commande du circuit pour calculer un nouveau gain corrigé,Gc, et un nouvel écart du zéro,b, qui sont utilisés jusqu'à ce qu'il se produise un nouveau changement de 10 C de la température. Comme représenté sur la Fig. 4 à laquelle on se référera, l'erreur totale produite par la température est maintenu à l'intérieur d'une bande inférieure à±0,02% dans cet exemple particulier. Naturellement, la présente invention peut être utilisé pour corriger d'autres erreurs provoquées par d'autres changements du milieu tels que l'altitude, l'humidi- té et analogues ou les erreurs qui résultent des changements des caractéristiques des composants au cours de leur dure de vie utile ou qui résultent des contraintes électriques ou analogues. REVEDICATIONS 1 - Appareil pour corriger de manière adaptative les erreurs présentées par le signal de sortie d'un instrument de mesure analogique, comportant des moyens de référence pour établir des données de référence pour un comportement de fonctionnement nominal du circuit de l'instrument, des moyens de détection pour détecter les changements du comportement de fonctionnement du circuit de l'instrument par rapport aux données de référence, des moyens de codage raccordés aux moyens de référence et aux moyens de détection pour coder et mettre en mémoire des données, des moyens de traitement raccordés aux moyens de codage et des moyens de commande raccordés aux moyens de traitement, caractérisé en ce que les moyens de codage codent et mettent en mémoire les données de référence et les données représentant le comportement de fonctionnement modifié du circuit, en ce que les moyens de traitement calculent les facteurs de correction en réponse aux données et en ce que les moyens de commande provoquent le calcul par les moyens de traitement de nouveaux facteurs de correction, lorsque les données représentant le comportement de fonctionnement modifié dépassent la valeur des données de référence, et la modification du signal de sortie de l'instrument de mesure analogique conformément aux nouveaux facteurs de correction. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les facteurs de correction sont utilisés pour ajuster le signal de sortie de l'instrument à la valeur qu'il aurait été dans l'instrument nominal. 3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données représentent les changements du comportement de fonctionnement du circuit de l'instrument en fonction de la température. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de détection sont constitués par un thermocouple.