Brevet FR2447012A1 — publié le 19800814

L'invention concerne un correcteur de mesure électronique. Les instruments de mesure industriels et scientifiques sont soumis à des erreurs aux causes multiples ; certaines de ces causes peuvent être identifiées et corrigées par un dispositif correcteur approprié. C'est ainsi que pour les mesures de volume des liquides, on connatt des correcteurs d'étalonnage utilisés pour corriger automatiquement l'erreur d'étalonnage propre de l'instrument de mesure et des correcteurs de température et des correcteurs de pression permettant de calculer automatiquement le volume du liquide mesuré dans les conditions de référence. Ces correcteurs peuvent autre linéaires (correction proportionnelle aux variations de la grandeur dont on veut corriger l'influence par rapport aux conditions de référence) ou fonctionnels (la correction est alors une fonction choisie au mieux de cette grandeur). Des réalisations usuelles de ce dernier mode de correction sont les correcteurs électroniques à mémoire codée qui reçoivent à l'entrée des signaux significatifs des valeurs de la grandeur dont on désire corriger l'influence et donnent en -sortie, - sous forme analogique ou sous forme numérique codée, les valeurs de corrections correspondantes. Tous ces équipements ont le défaut entre limités à l'élaboration de corrections dépendant d'un seul paramètre ou de plusieurs paramètres considérés isolément alors que très souvent une correction précise ne peut eAtre effectuée qu'en tenant compte des variations de plusieurs paramètres simultanément. La solution usuelle consiste alors à effectuer dans un calculateur électronique un calcul complet de correction. C'est le cas, par exemple, des correcteurs P.T.Z: utilisés dans les mesures de débits gazeux et qui sont programmés pour faire le calcul de la correction correspondant aux variations combinées de la pression, de la température et du coefficient de compressibilité du gaz. Ces calculateurs ont le défaut d'être onéreux et difficiles à manipuler. Vis-a-vis de ces correcteurs connus, l'invention con cerne un correcteur de mesure électronique comprenant. une memoire à adressage codé fournissant pour chaque adresse une valeur arbitrairement choisie de la correction de mesure a effectuer, caractérisé en ce que les dispositifs d'adressage sont connectés à au moins deux dispositifs de codage distincts dé- pendant chacun d'un paramètre dont on desire tenir compte dans la correction, en sorte que la correction effectuée est une fonction complexe de l'ensemble de ces paramêtres. L'invention est représenté à titre d'exemple non li imitatif, sur les dessins ci-joints dans lesquels - la-figure l représente schématiquement une réal.isation connue à mémoire morte, - la figure 2 représente schématiquement le correcteur d'étalonnage, suivant l'invention. Le correcteur de mesure selon la présente invention est un correcteur électronique à mémoire morte dont le dispositif d'adressage est modifié de manière à pouvoir explorer la mémoire en fonction de deux ou plusieurs paramètres indépendants. Afin de comprendre l'objet de l'invention, il convient de rappeler qu'en général une mémoire morte comprend un assez grand nombre de mots qui conservent sous forme binaire les indications quton désiré pouvoir appeler à volonté. Chacun de ces mots a une adresse qui est composée en envoyant aux différentes entrées les signaux électriques binaires correspondants. Physiquement, on a une connexion d'entrée 1 composée d'un certain nombre de fils électriques (8, 10 ou 12 fils par exemple) dont chacun peut à volonté entre mis dans l'un ou l'autre des deux états binaires de fonctionnement ; à chaque combinaison de ces 8, lO,ou 12 signaux correspond une des adresses de la mémoire 2 t avec 8 fils on peut ainsi composer 256 adresses différentes, avec 10 fils 1024, avec 12 fils 4096. Dans la technique courante des correcteurs de mesure connus ces différents fils sont reliés à un dispositif de codage numérique 3 qui élabore les signaux binaires formant l'adresse à partir du signal de mesure Très souvent, par exemple, ce signal de mesure est une tension ou une intensité de courant dépendant de manière univoque de la grandeur mesuree, cette grandeur tension ou intensité est alors codée dans le codeur analogique digital 3 qui élabore les signaux correspondants aux différentes adresses de la mémoire ; ce codeur analogique digital est relié à l'ensemble des fils de la connexion d'entrée 1 de la mémoire. Dansle correcteur de mesure selon l'invention, représentée schématiquement a' titre d'exemple sur la figure 2, ces fils d'entrée sont divisés en 2 groupes et chacun de ces groupes est relié à un dispositif de codage numérique indépendant dont les signaux sont fonction d'une grandeur physique distincte. Dans l'exemple de cette figure 2, la mémoire 4 a 8 entrées binaires, entrées partagées en deux groupes de 4 dont l'un est relié au dispositif de codage 5 dépendant d'un premier paramètre A et l'autre au dispositif de codage 6 dépendant d'un deuxième paramètre B ; ces deux dispositifs de codage binaires dépendent ainsi des deux grandeurs physiques indépendantes ; l'adresse à laquelle sera recherchée le coefficient de correction désiré sera donc fonction de deux paramètres indépendants (ou de plus de deux s'il y a plus de deux groupes) et non pas fonction d'un seul d'entre eux, ni de l'addition de fonctions indépendantes de chacun d'entre eux. La correction inscrite en chaque mot de la mémoire sera donc fonction de 2 (ou plusieurs) paramètres définis, certes, avec moins de finesse, mais définis indépendamment. Dans les correcteurs d'étalonnage connus, on peut avoir une correction définie avec beaucoup de finesse (256 points si l'adressage de la mémoire est à 8 entrées binaires) mais en fonction d'un seul paramètre ; dans le correcteur de l'invention, la correction se fera en fonction de 2 (ou plusieurs) paramètres indépendants, mais pour chacun de ces paramètres sera définie avec moins de finesse (16 points pour chacun des deux paramètres, par exemple). En régle générale, cette correction, fonction de deux paramètres, m8me définis avec moins de finesse, est beaucoup plus avantageuse que l'addition de deux corrections indépendantes fonction chacune d'un des deux paramètres : ce d'autant plus qu'il est possible d'augmenter cette finesse en augmentant la capacité de la mémoire. I1 arrive quelquefcs que l'un des paramètres de cor rection (ou plusieurs) ne soit pas une > -d-deur analogique mais une grandeur codée numériquement , dans ce cas, il n'est pas nécessaire de la coder et l'un (ou plusieurs) des convertisseurs analogiques-numériques peut être supprimé, sans diminuer en rien la validité de l'invention. Par exemple, pour effectuer une correction de température sur des produits de masse volumique à 150 variable et dont on connatt la table de correction en fonction de la température et de la masse volumique à 150, on utilisera un correcteur à 8 entrées binaires dont les 3 premières seront codées en fonction de la densité à 150 mesurée par un densimètre et les 5 suivantes codées en fonction de la température. Dans la limite de 500 de température (soit de' -100C à 400C) et pour des masses volumiques variant de 0,78 à 0,92 les tables de correction correspondantes font apparattre qu'on ne commet sur l'interpolation des masses volumiques qu'une erreur maximale de 0,6 10 et sur l'interpolation des températures une erreur maximale de 0,7 10 3. Si cette précision est jugée insuffisante, il suffira, comme déjà indiqué, d'augmenter la capacité de la mémoire en prévoyant, par exemple, une mémoire à 10 entrées binaires dont 4 seront codées en fonction de la masse volumique et 6 en fonction de la température : l'erreur d'interpolation sera alors divisée par 2. I1 est aussi possible, et quelquefois plus avantageux, d'augmenter la précision du correcteur, en améliorant l'interpolation entre deux points de correction. Ceci revient à représenter la courbe de correction correspondant à l'un des paramètres ou à chacun d'entre eux par une succession de segments linéaires plutôt que par des valeurs discrètes. Dans le cas envisagé ci-dessus, par exemple on codera les quatre premières entrées de la mémoire en fonction de la masse volumique à 150 (ce qui donnera pour l'interpolation correspondante une erreur maximale d'interpolation de 1,4 10"3) on utilisera un dispositif interpolateur linéaire afin de faire, pour chaque valeur de température, une correction correctement interpolée entre les valeurs correspondant aux deux températures codées les plus proches. Une réalisation simple de l'interpolateur consistera à superposer au signal analogique continu de température un signal en dents de scie de faible amplitude, amplitude équivalente à l'écart de température entre deux points successifs. Pour chaque valeur de la température, ce signal en dents de scie fait effectuer la correction sur la valeur approchée par excès ou sur la valeur approchée par défaut pendant des intervalles de temps inversement proportionnels à l'écart entre la température mesurée et les valeurs approchées par excès ou par défaut. La moyenne dans le temps de la correction faite correspond dont à une interpolation linéaire correcte de la correction entre les deux points les plus proches. Cette addition d'un signal en dents de scie peut également être effectuée sous forme numérique codée à l'intérieur du convertisseur analogique digital. I1 faut à cet effet que la capacité de ce convertisseur soit supérieure à la capacité de la connexion d'entrée qu'il alimente (par exemple, convertisseur à 8 digits pour une connexion d'entrée à 4 digits) ; on peut alors introduire sur les quatre derniers digits du convertisseur un comptage en escalier équivalent à l'introduction d'un signal analogique en dents de scie. Sous sa forme la plus générale, le correcteur à plusieurs paramètres de l'invention permet de choisir comme paramètre de correction non pas forcément les paramètres physiques usuels prévus par les tables tels que température, pression, viscosité (et dont la mesure n'est pas toujours facile), mais tout autre paramètre ou combinaison de paramètres physiques plus facilement mesurables et liés au premier par une loi connue avec une précision suffisante. C'est ainsi que, si l'on désire effectuer une èorrec- tion fonction de la température et de la masse volumique sur un produit petrolier, il est facile de mesurer la température, mais la mesure automatique et continue de la masse volumique peut titre, dans certains cas, assez difficile. Au contraire on peut assez facilement mesurer la constante diélectrique du produit pétrolier en cause et cette constante diélectrique est liée à la masse volumique par une loi suffisamment précise pour que la correction désirée puisse être effectuée. On retiendra alors comme parametre de correction, la constante diélectrique du produit et sa température ; la mémoire du correcteur sera programmée en tenant compte de la loi de correspondance entre la constante diélectrique et la masse volumique. Cette loi de correspondance est pour les produits pétroliers usuels masse volumique = 0,84 (K - I) où K est une constante diélectrique. De même, si l'on désire effectuer la correction d'étalonnage d'un débitmètre en fonction du débit instantané et de la viscosité, il est difficile de mesurer automatiquement avec précision cette viscosité. Par contre, Si le produit est connu, on possède des tables de correspondance précises entre la viscosité et la température. On préférera alors mesurer la température et calculer la correction en fonction du débit instantané et de la température. On notera dans ce cas particulier, une possibilité intéressante : comme l'une des entrées du correcteur est la température, il est possible d'ajouter à la correction d'étalonnage la correction de température correspondant à la dilatation du fluide. On aura alors un correcteur à deux paramètres équivalent à un correcteur à trois paramètres : débit - viscosité - température. REVEND 1 CAT ION s 1 ) Correcteur de mesure électronique comprenant une mémoire à adressage codé fournissant pour chaque adresse une valeur arbitrairement choisie de la correction de mesure à eff.:ec- tuer, caractérisé en ce que les dispositifs d'adressage sont connectés à au moins deux dispositifs de codage distincts dépendant chacun d'un paramètre dont on désire tenir compte dans la correction, en sorte que la correction effectuée est une fonction complexe de l'ensemble de ces paramètres. 20) Correcteur conforme à la revendication 1, caracté- risé en ce que l'un des paramètres de correction est la masse volumique, la mesure de cette masse étant. réalisée par une mesure de constante diélectrique. 30) Correcteur conforme à la revendication 1, caracté- risé en ce que l'un des paramètres de correction est la viscosité, la mesure de cette viscosité étant réalisée par une mesure de température ou par les mesures combinées de la température et de la masse volumique. 40) Correcteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que deux des paramètres de correction correspondent à la viscosité et à la dilatation du fluide, ces deux grandeurs étant toutes deux mesurées simultanément par l'intermédiaire d'une mesure de température ou de mesures combinées de la température et de la masse volumique 50) Correcteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mémoire réalise, sur au moins un paramètre de correction, l'interpolation automatique de la correction entre les valeurs par excès et par défaut retenues dans la table de correction pour ces paramètres. 60) Correcteur conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que l'interpolateur se compose d'un générateur de signaux alternatifs approximativement linéaires d'une amplitude au moins égale à l'intervalle d'interpolation, dont la forme peut etre analogique ou numérique.