Brevet FR2536854A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la température, utilisable notamment dans les systèmes régulés à l'aide de microprocesseur. De nombreuses installations nécessitent pour leur conduite automatique, des mesures de température rapides et précises dont le résultat est donné sous forme de signaux analogiques ou numérique de façon à pouvoir être exploités. Ces signaux sont en général dirigés vers des dispos-itifs analogiques, numériques ou informatique en vue de leur traitement. Ces mesures sont effectuées à l'aide de capteurs de température tels que des sondes de platine, des thermocouples, des themistances ou autres. L'obtention de mesures précises est tributaire en général de l'utilisation de générateurs de courant de haute pression.De plus, de façon à assurer une relation unique entre la température et le signal généré, il est nécessaire de conditionner le signal c'est à dire de le corriger en fonction des variations de divers paramètres, én particulier la température. Ces conditionneurs sont eux mêmes des appareils sophistiqués qui doivent Otre stables dan-s le temps, insensibles aux fluctuations de l'alimentation, ne pas dériver en fonction de la température et ne pas présenter -de décalage de tension0 Ils nécessitent yonc des composants de qualité et doivent être parfaitement réglés, ce qui amène à des opérations longues et à l'utilisation d'appareils de mesure précis pour faire ces réglages. Ces contraintes qui sont déjà pénalisantes quand on ne prévoit qu'une seule mesure, le deviennent extrêmement quand on envisage plusieurs points de mesure et que ces points ne sont pas tous soumis aux mêmes variations des contraintes extérieurs, en particulier aux variations de température. La présente invention permet de remédier à ces divers inconvénients en prévoyant un dispositif permettant la mesure de la température en plusieurs points, ce dispositif ne comportant que'un seul ensemble conditionneur. Le dispositif selon l'invention comporte essentiellement les éléments suivants : - au moins un moyen de mesure de la température constitué par une résistance variable avec la température, ledit moyen étant parcouru par un courant continu d'intensité grossièrement réglable et étant monté en série avec deux résistances étalon, - un moyen de multiplexage du signal comportant au moins trois voies d'entrée dont au moins une reçoit un signal analogique représen tatif de la tension aux bornes du moyen de mesure de la tempéra ture et dont deux parmi les autres reçoivent chacune un signal analogique représentant la tension a-ux bornes des résistances étalons, ledit moyen de multiplexage comportant aussi une voie de sortie et des moyens de sélection permettant de sélectionner à chaque instant une desdites voies d'entrée afin de la mettre e-n communication avec ladite voie de sortie. - un moyen de transformation permettant de transformer les signaux issus du moyen de multiplexage en des signaux numériques dont un des paramètres constitutifs est proportionnel à la tension du signal correspondan-t, - un moyen de calcul permettant de calculer-, à partir des signa.ux issus du moyen de transformation, la valeur de la résistànce variable- du m.oyen de mesure de la température. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, le moyen de calcul comporte un système d'adressage permettant la commande des moyens de sélection. D'une manière préférentielle, ce moyen de calcul ést constitué par un microprocesseur. De préférence encore, le moyen de conversion génère des signaux alternatifs dont la période est proportionnelle à la tension du signal correspondan-t. Ltinvention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention faite en référence au dessin annexé, étant bien entendu que cette description n'est nullement limitative de l'invention. Sur le dessin,on a représenté un d-ispositif selon l'invention permettant des mesures de température en six points différents, mais pour des raisons de simplicité, seules 2 lignes de mesure ont été représentées. Le-dispositif représenté.sur la figur.e 1 comporte deux sondes de température (1) et (2) constituées chacune par une résistance de platine et montées en série avec les deux résistances (3) et (4) et les -deux résistances étalons (5) et (ó). L'ensemble est alimenté par une tension de- + 5 volts et l'ordre de grandeur du courant est ajusté à l'aide des résistances (3) et (4). 3 Les résistances (3) et (4) ont chacune une valeur de 1,8 x 103ohms Les résistances étalons (5) et (6) sont des résistanc-es de haut-e qualité dont la précision est connue au millième près. La résistance (5) a pour valeur R5=1505t et la résistance (6) a p,our valeur R6=90SL . Chaque composant (1), (2), (5) et (6) est relié au multiplexeur (7) par deux connecteurs tels que (8) et (9) -permettant la mesure de la tension existant aux bornes de l'élément correspon dant.Le multiplexeur (7), par l'ordre de la comma-nde logique (LO,L1, L2) adresse l'une des sondes -(1) et (2) ou l'une des résistances étalon (5) et (6) vers un amplificateur différentiel (10) monté -en ampli d'instrumentation avec une forte impédance d'entrée de sorte à ne pas modifier le courant parcourant les sondes et les résistances. Le multiplexeur (7) est un multiplexeur 1 parmi 8 différentiel qui pour chaque adressage permet de sélectionner les deux entrées de la vflie choisie. A la sortie de l'amplificateur (10), le signal est envoyé à l'entrée d'un oscillateur S.C.O. ( ("Voltage Controlled Oscillator") qui délivre à sa sortie une fréquence proportionnelle à la tension présente à l'entrée. Cette fréquence est directement envoy.ée sur le microprocesseur (12). Le montage représenté peut comporter plusieurs variantes. Par exemple-, au lieu d'utiliser -un multiplexeur 1/8 différentiel, on peut utiliser deux multiplexeurs 1/8 simples qui sont alors commandés en parallèle. De même, au lieu d'utiliser un V.C.O. tel -que mentionné on peut utiliser un modulateur de largeur d'impulsions de sorte que le microprocesseur travaillera à partir d'une période par comptage d'un nombre d'impulsions, nombre qui est directement proportionnel à la tension. Le fonctionnement du dispositifest le suivant. En fixant.les valeurs des résistances (3) et (4), on détermine une valeur pour l'intensité du courant tra-versant les sondes de température et les résistances,étalons. Ce courant est le même pour chacun de ces éléments puisqu'ils sont montés en série. Le microprocesseur envoit l'ordre diadressage à la commande logique (LO, L1, L2) de façon à mettre en communication une des sondes avec le V.C.O. et il mesure l,a fréquence correspondante. I1 adresse ensuite chacune des résistances étalons et mes-ure les fréquences correspondantes. A psartir-de ces trois mesures mises eh mémoire, il effectue une-règle de tois de façon à déterminer la valeur de la résistance de la jauge de température. D'une manière habituelle, le microprocesseur peut être relié, en aval, à un dispositif (20) permettant l'affichage et il peut aussi générer une, grandeur utilisable directement pour des calculs complexes. On comprend donc que l'intérêt de ce montage réside essentiellement dans le fait qu'il permet de s'affranchir des variations de l'amplitude du courant-puisque l'on peut considérer que les mesures effectuées aux bornes de la jauge due température et-à celles des résistances étalons sont simultanées. Ceci est particulièrement vrai quand le moyen de calcul est constitué par un microprocesseur permettant, par exemple, d'effectuer 50 mesures par seconde. Un autre intérêt de ce montage consiste en l'utilisation d'un seul conditionneur pour plusieurs points de mesure, ce conditionneur ne néce-ssitant en outre aucun réglage. D'autre part, les seuls composants de très haute qualité sont les résistances étalon. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, elle en englobe au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de la température comportant au moins un moyen de mesure de la température constitué par une résistance variable avec la température, ledit moyen de mesure étant parcouru par un courant continu grossièrement réglable d'intensité, caractérisé en ce qu'il comporte deux résistances étalon montées en série avec lesdits moyens de température, et en ce qu'il comporte en outre - un moyen de multiplexage du signal muni d'au moins trois voies d'entrée dont au moins une reçoit un signal continu proportionnel à la tension aux bornes dlun des dits moyens de mesure de température et dont deux parmi les autres reçoivent chacune un signal proportionnel à la tension aux bornes des résistances étalon ledit moyen de multiplexage comportant aussi une voie de sortie et des moyens de sélection permettant de sélectionner à chaque instant une desdites voies d'entrée afin de la mettre en communication avec ladite voie de sortie; - un moyen de transformation permettant de transformer les signaux issus du moyen de multiplexage en des signaux alternatifs dont un des paramètres constitufis est propor tionnel à la tension du signal correspondant; - un moyen de calcul permettant de calculer, à partir des signaux issus du moyen de transformalion, les valeurs des résistances variables des moyens de mesure de la température. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de calcul comporte un système d'adressage permettant la commande des moyens de sélection. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de calcul est constitué par un microprocesseur. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de transformation génère des signaux alternatifs dont la période est proportionnelle à la tension du signal correspondant. 5 - Dispositif selon l'une des revendi-cations 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le moyen de transformation génère des signaux alternatifs dont la fréquence est proportionnelle à la tension du signal correspondant.