Brevet FR2430654A1 — publié le 19800201

La présente invention concerne les dispositifs utilisés dans la technique des mesures et a notamment pour objet une boite de résistances commandée à rangs multiples. L'invention peut entre appliquée en qualité de boîte de résistances commandée de référence à rangs multiples à fonctionnement rapide pour le contrôle automatique et l'attestation métrologique des dispositifs de mesure à voies multiples en régime dynamique de fonctionnement de ceux-ci. On connait une boîte de résistances commandée à rangs multiples, dont chaque rang (chaque décade) comporte dix résistances couplées en série. Les rangs (les décades) de la boite de résistances sont raccordés entre eux en série par l'intermédiaire de commutateurs, la sortie commune du commutateur de chaque décade est raccordée à l'entrée de la décade suivante, tandis que les contacts du commutateur des résistances dans chaque décade sont raccordés à n'importe quelle sortie de chaque résistance de la décade. La commande des commutateurs par contact mécanique peut être réalisée à l'aide d'une commande raccordée à un dispositif de commande. La valeur nécessaire de la résistance est déterminée par une position déterminée des commutateurs dans chaque décade. Cependant, l'utilisation de commutateurs mécaniques à contacts dans une telle boite de résistances limite sensiblement la rapidité de fonctionnement de ladite boite de résistances, ne permet pas d'obtenir une haute précision de la valeur voulue de la résistance et exige l'utilisation dans chaque décade de résistances à classe de précision élevée. L'invention vise donc une boite de résistances commandée à rangs multiples, dont le schéma de commutation des résistances permet d'assurer une haute précision de la valeur voulue de la résistance, permet d'augmenter la vitesse de fonctionnement de la botte de résistances et d'utiliserS dans chaque décade, des résistances d'une haute précision de fabrication. Ce problème est résolu ctu fait que la boite de résistances commandée, du type comportant dans chaque rang "n" de résistances couplées en série et un bloc de commande de raccordement des résistances selon la combinaison voulue, raccordé à des éléments de porte de chaque rang, est caractérisée, selon l'invention, en ce qu'elle comporte dans chaque rang un amplificateur opérationnel, et que chaque sortie de n'importe laquelle des 8'n" résistances, couplées en série, du rang est raccordée à la sortie de l'amplificateur opérationnel par l'intermédiaire d'un élément de commutation, et par l'intermédiaire d'un autre élément de commutation, à son entrée d'inversion, le point milieu des sources d'alimentation de l'amplificateur opérationnel du rang précédent étant raccordé à 11 entrée du rang suivant de la botte de résistances. On peut utiliser dans chaque rang un circuit compensateur des écarts technologiques des paramètres des résistances, Il est particulièrement avantageux que chaque circuit compensateur des écarts technologiques des paramètres des résistances comporte "n+1" branches parallèles, chacune d'elles est formée par couplage en série d'un potentiomètre et d'un élément de commutation, et que chacun de ces circuits soit inséré entre la sortie de l'amplificateur opérationnel et son entrée d'inversion, qui est raccordée par l'intermédiaire d'une résistance au point milieu des sources d'alimentation de l'amplificateur opérationnel. Une telle solution permet de réaliser une augmentation sensible de la rapidité de fonctionnement de la botte de résistances et d'améliorer la précision de sélection de la valeur nécessaire de la résistance d'une mesure de référence, ce qui permet d'utiliser cette botte de résistances dans des dispositifs de mesure à canaux multiples en qualité de mesure de référence. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, d'un mode de réalisation illustré par le dessin unique annexé, qui représente le schéma synoptique d'une boite de résistances commandée à rangs multiples. La botte de résistances commandée à rangs multiples, selon l'invention, comporte "m" rangs 11, ..., 1m 1 1m, chacun desquels contient "n" résistances 21, ..., 2n et un bloc 3 de commande du raccordement des résistances de chaque rang, connecté par des barres de commande à des éléments de commutation 41, 42, ..., 4n, 4n+1 ; 51S ; 51, 52 *- 52, ..., 5n, 5n+1 ; 61w 62 ..., 6n, 6n+1 de chaque rang 11 ..o 1m0 Dans chacun des "m" rangs est prévu un amplificateur opérationnel 7, et chaque sortie de n'importe quelle résistance 21 - 2n est raccordée par l'intermédiaire d'un élément de commutation 51 - 5n+1 à la sortie 8 de l'amplificateur opérationnel 7, et par l'intermédiaire d'un autre élément de commutation 41 ~ 4n+1 à son entrée d'inversion 9. Le point milieu 10 des sources 11, 12 d'alimentation de l'amplificateur opérationnel 7 de chaque rang est raccordé à l'entrée du rang suivant. L'entrée de chaque rang est constituée par la sortie 13 de la résistance 21.Le dessin représente, à titre d'exemple, le raccordement de deux rangs : 1m-I et 1m' le point commun 10 des sources d'alimentation 12, 11 de l'amplificateur opérationnel 7 du rang 1m-1 étant raccordé à la première sortie 14 de la résistance 21 du rang 1s. La boîte de résistances comporte dans chacun des "m" rangs un circuit 15 de compensation de l'écart technologique des paramètres des résistances 21 - 2n. Chacun des circuits compensateurs 15 comporte "n+1" branches parallèles formées par le couplage en série d'un potentiomètre 161, 162, ... 16n, 16n+1 et d'un élément de commutation 61 - 6n+1 et insérées entre la sortie 8 de l'amplificateur opérationnel 7 et son entrée non inverseuse 17, qui, par l'intermédiaire d'une résistance 18, est raccordée au point milieu 10 des sources 11, 12 d'alimentation de l'amplificateur opérationnel 7. L'entrée de la boite de résistances commandée à rangs multiples est constituée par la borne 19 de la première sortie de la résistance 21 du premier rang 1î, et sa sortie, par la borne 20 du point milieu 10 de raccordement des sources 11, 12 d'alimentation de l'amplificateur opérationnel 7 du rang 1m. Selon la variante examinée de réalisation de la boite de résistances, les éléments de commutation 41 - 4n+1 51 ~ 5n+1 ; 61 - 6n+1 de chaque rang 11 - 1m sont réalisés avec des transistors à effet de champ. Le fonctionnement de la boite de résistances commandée à rangs multiples se déroule de la façon suivante. Lorsqu'apparaissent les signaux du dispositif de contrôle 3, dans chacun des "m" rangs 11 - 1m de la boite de résistances sont simultanément fermés les éléments de commutation 41 4n+1 ; 51 - 5n+1 ; 61 - 6n+1, possédant seulement un indice identique K, celui-ci étant un nombre entier quelconque se situant entre 1 et n+1 ; par ailleurs l'indice K de chaque rang 11 - 1m peut avoir une valeur propre déterminée qui diffère de la valeur de K pour les autres rangs. Par suite de la fermeture d'éléments de commutation déterminés dans chacun des rangs 11 - 1mJ entre son entrée (borne 13) et sa sortie (point milieu 10 des sources d'alimentation 11, 12)sont branchées un nombre déterminé de résistances couplées en série 21 - 2ns et étant donné que "m" rangs de la boite de résistances sont à leur tour branchés en série, entre la borne d'entrée 19 et la borne de sortie 20 de la boite de résistances se trouve branchée la valeur totale des résistances sélectionnées dans chaque rang. Cette résistance totale est égale à la valeur voulue. La commutation des sorties des résistances 21 - 2 dans chaque rang li - 1m est réalisée à l'aide d'un élément de commutation actif réalisé avec un amplificateur opérationnel 7 possédant des éléments de porte 41 - 4n+1 51 - 5n+1 dans son circuit de contre-réaction, ainsi qu'un circuit de compensation 11 et une résistance 18 dans son circuit de réaction positive. On considère, à titre d'exemple, la commutation de la seconde borne de la résistance 21. Dans ce cas, les éléments de commutation 42' 52 et 62 sont fermés. La résistance de passage entre la seconde borne de la résistance 21 et le point milieu 10 des sources d'alimentation 11 et 12 variera, en fonction de la position du curseur du potentiomètre 162, à partir d'une certaine valeur positive jusqu'à une certaine valeur négative ; c'est pourquoi la position du curseur du potentiomètre peut toujours étre choisie de telle manière que la valeur de la résistance de passage soit rigoureusement égale en valeur et de signe opposé à celui de l'écart technologique de la résistance 21 ; alors, entre l'entrée du rang et sa sortie est établie la valeur précise de la résistance 21. La commutation des bornes des autres résistances 22 - 2n dans les rangs est réalisée de la m8me façon, avec cette différence que la position du curseur du potentiomètre correspondant 161 16n+1 est choisie de telle manière qu'elle corresponde à la position à laquelle est réalisée la compensation de l'écart technologique total de plusieurs résistances branchées en série 21 - 2n ; en particulier, lors de la commutation de la première borne 13 de la resistance 21, la position du curseur du potentiomètre 161 est choisie de manière que la valeur de la résistance de passage soit 0. Gracie à l'utilisation, en qualite d'élément de commutation, d'un élément commutateur actif à fonctionnement rapide, la rapidité de réponse et la précision de la botte de résistances commandée à rangs multiples augmentent. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutees suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S -:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-:-: 1. Botte de résistances commandée à rangs multiples, du type comportant dans chaque rang "n" résistances reliées entre elles en série et un bloc de commande du branchement des résistances suivant la combinaison nécessaire, ce bloc étant connecté à des éléments de commutation ou porte de chaque rang, caractérisée en ce qu'elle possède dans chaque rang un amplificateur opérationnel, chaque borne de chacune des "n" résistances, couplées en série, de chaque rang étant raccordée par l'intermédiaire d'un élément de commutation ou porte à la sortie de l'amplificateur opérationnel, et par l'intermédiaire d'un autre élément de commutation ou porte, à l'entrée d'inversion dudit amplificateur, le point milieu des sources d'alimentation de l'amplificateur opérationnel de chaque rang étant raccordé à l'entrée du rang suivant de la botte de résistances. 2. Boite de résistances commandée à rangs multiples selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans chaque rang, est utilisé un circuit de compensation de l'écart technologique des paramètres des résistances. 3. Botte de résistances commandée à rangs multiples selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque circuit de compensation de l'écart technologique des paramètres des résistances comporte "n+1 n branches parallèles, chacune desquelles est formée par un potentiomètre et un élément de commutation ou porte connectés-en série et est branchée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel et son entrée non inverseuse, celle-ci étant raccordée par l'intermédiaire d'une résistance au point milieu des sources d'alimentation de l'amplificateur opérationnelo