Brevet FR2546291A1 — publié le 19841123

"Dispositif électronique adapté pour indiquer sa position verticale par rapport à une position verticale de référence". La présente invention concerne un dispositif électronique susceptible indiquer la valeur relative de sa position verticale par rapport à une position verticale de référence à l'aide de la pression du milieu où il se trouve Des dispositifs électroniques de ce genre et notas ment des altimètres sont actuellement connus Ces dispositifs connus présentent cependant l'inconvénient de ne fournir la valeur de la position verticale par rapport à une position de référence que de manière grossière, En outre, ils sont en général relativement lourds. il s'ensuit quels ne peuvent être valablement utilisés lors de vols à bord d'appareils légers motorisés ou non, La présente invention a notamment pour but de remé- dier aux inconvénients de 1V état de la technique et propose, au contraire, un dispositif électronique capable de fournir la valeur relative de sa position verticale avec une très bonne précision, Le dispositif électronique selon la présente invention, susceptible d'indiquer la valeur relative de sa position verticale par rapport à une position verticale de référence à l'aide de la pression du milieu où il se trouve, est tel qu'il comprend des moyens de mesure de pression capables de fournir une grandeur mesurée image de la pression du milieu, des moyens de correction capables de corriger ladite grandeur mesurée en fonction de paramètres ou de grandeurs influençant ladite grandeur mesurée, en vue de fournir une grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, des moyens pour séquentiellement déterminer la valeur correspondant à ladite position verticale en fonction de ladite grandeur corrigée, et des moyens d'affichage pour afficher séquentiellement la valeur correspondant à ladite position verticale, Selon la présente invention, lesdits moyens de correction peuvent comprendre des moyens pour fournir une grandeur correspondant à une tension nominale de référence d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, des moyens pour fournir une grandeur correspondant à la tension réelle d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, et des moyens pour séquentiellement nultiplier ladite grandeur mesurée image de la pression du milieu par la grandeur correspondant à une tension nominale de référence et la diviser par la grandeur correspondant à la tension réelle d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, ces moyens fournissant auxdits moyens pour déterminer une valeur correspondant à ladite position verticale la grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement. De cette manière, il est possible de déterminer et de fournir la valeur correspondant à ladite position verticale à l'aide d'une grandeur corrigée image de la pression du milieu qui tient compte de l'influence de la tension réelle d'alimentation des moyens de mesure de pression sur la grandeur qu'ils fournissent. Selon la présente invention, lesdits moyens de correction peuvent comprendre des moyens de mesure de la température du milieu capables de fournir une grandeur image de cette température, des moyens pour fournir une grandeur de référence correspondant à une température de référence, des moyens pour fournir un coefficient de correccion, des moyens pour sequentiellement déterminer la différence algébrique entre la grandeur image de la température du milieu et la grandeur de référence correspondant à une température de référence, multiplier cette différence par la grandeur mesurée image de la pression du milieu et par ledit coefficient de correction et ajouter la grandeur ainsi obtenue à la grandeur mesurée image de la pression du milieu, en vue de fournir auxdits moyens pour déterminer une valeur correspondant a ladite position verticale la grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, et des moyens de réglage pour préfixer ledit coefficient de correction de telle sorte que ladite grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, fournie auxdits moyens pour déterminer une valeur correspondant à ladite position verticale, reste constante quelle que soit la température du milieu. De cette manière, il est possible de rendre indépendante la mesure effectuée par lesdits moyens de mesure de pression de 1a température du milieu où ils se trouvent. Bien entendu, les deux moyens de correction mentionnés ci-dessus peuvent être combinés en vue de fournir une grandeur image de la pression réelle du milieu, sensiblement après avoir tenu compte de l'influence de la tension réelle d'alimentation des moyens de mesure de pression et de la température du milieu. fin d'améliorer la précision de la valeur correspondent à ladite position verticale fournie auxdits moyens d'affichage, le dispositif selon la présente invention peut avantageusement comprendre des moyens pour déterminer séquentiellement la moyenne d'au moins deux valeurs successives correspondant à deux positions verticales successives, afin de fournir séquentiellement auxdits moyens d'affichage cette moyenne. En vue de fournir séquentiellement à des moyens d'affichage la valeur de la vitesse de variation de position verticale, le dispositif selon la présente invention peut comprendre des moyens pour séquentiellement retrancher deux valeurs successives correspondant à deux positions verticales successives et diviser le résultat par le temps séparant les deux mesures correspondantes, Dans cette variante, le dispositif selon la présente invention peut également comprendre des moyens pour déterminer séquentiellement la moyenne d'au moins deux valeurs successives de la vitesse de variation de position verticale en vue de fournir auxdits moyens d'affichage cette moyenne, afin d'améliorer la précision de la valeur fournie correspondant à la vitesse de variation de position verticale. Le dispositif selon la présente invention peut également comprendre des moyens permettant d'afficher la valeur cor rigée de la pression du milieu. Le dispositif selon la présente invention peut également comprendre des moyens permettant d'afficher la valeur de la température du milieu, En vue de fournir la valeur correspondant à une position verticale extrème atteinte, le dispositif selon la présente invention peut en outre comprendre des moyens pour séquentiellement comparer la valeur correspondant à la position verticale à une valeur mémorisée dans des moyens de mémorisation correspondant à une position verticale préalable et mémoriser dans ces moyens de mémorisation la valeur correspondant à la position verticale à la place de la valeur préalablement mémorisée si elle lui est supérieure. En vue de fournir la valeur correspondant à la position verticale par rapport à une position verticale d'origine, le dispositif selon la présente invention peut comprendre des moyens de mémorisation de la valeur correspondant à une position verticale d'origine et des moyens pour soustraire séquentiellement la valeur correspondant à la position verticale à cette valeur mémorisée, en vue de fournir à des moyens d'affichage cette soustraction. Par ailléurs, le dispositif selon la présente invention peut également comprendre des moyens de mémorisation de valeurs représentatives d'une courbe indiquant la valeur correspondant à la position verticale en fonction de la valeur de la pression du milieu, lesdits moyens déterminant la valeur correspondant à la position verticale en fonction de ladite grandeur corrigée en utilisant les valeurs contenues dans ces moyens de mémorisation. Le dispositif conforme à l'invention peut présenter deux applications principales. D'une part, il peut constituer un altimètre déterminant la valeur de la position verticale à l'aide de la pression atmosphérique et il peut constituer un dispositif de détection de profondeur déterminant, dans ce cas, la valeur correspondant à la profondeur à l'aide de la pression du milieu liquide. Le dispositif électronique selon la présente invention peut par ailleurs être rendu autonome grâce à une source d'énergie électrique autonome susceptible d'alimenter les moyens électroniques qu'il comprend et être disposé dans un boîtier de manièreà être aisément transportable, ce boîtier comprenant éventuellement des moyens d'accrochage. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un altimètre décrit à titre d'exemple non limitatif, altimètre dont le schéma électronique est représenté sur la figure unique annexée. L'altimètre représenté sur la figure et repéré d'une manière générale par la référence 1 comprend un capteur 2 à jauge de contrainte à semi-conducteur fournissant à sa sortie une tension dont la valeur dépend de la pression atmosphérique. Ce type de capteur, notamment, fournit cependant une tension image de la pression atmosphérique qui est influencée par sa tension réelle d'alimentation, étant entendu que le capteur de pression fournit une tension image de la pression atmosphérique réelle lorsqu'il est alimenté par une tension nominale de référence. Pour tenir compte de cette influence, l'altimètre 1 comprend un dispositif 3 de mesure de la tension réelle d'alimentation du capteur 2 qui fournit à sa sortie une tension image de la tension réelle -d'alimentation du capteur 2. Les tensions de sortie du capteur 2 et du dispositif de mesure de tension 3 sont converties en des grandeurs digitales par un convertisseur analogique-digital multi-voies 4. La grandeur digitale image de la pression atnospbérique est multipliée grâce à un multiplicateur 5 par une grandeur digitale contenue dans des mémoires 6 correspondant à la tension nominale de référence d'alimentation du capteur 2.Le résultat de cette multiplication est divisé, grâce à un diviseur 7, par la grandeur digitale correspondant à la tension réelle d'alimentation du capteur 2, ce diviseur 7 fournissant à sa sortie une grandeur digitale image de la pression atmosphérique qui tient compte de la tension réelle d'alimentation du capteur 2. La tension fournie par le capteur de tension 2 est également influencée par la température de l'air. Il est donc souhaitable de pouvoir également obtenir une grandeur image de la pression atmosphérique qui tient compte de la température ambiante, étant entendu que le capteur de pression 2 est étalonné par une température ambiante théorique. Dans ce but, l'altimètre 1 comprend un capteur de température 8 formé par exemple par une jonction à semi-conducteur fournissant au convertisseur analogique-digital 4 une tension dépendant de la température ambiante. Un dispositif 9 muni d'un potentiomètre de réglage 10 fournit au convertisseur analogique-digital 4 une tension réglable à l'aide du potentiomètre 10 et correspondant à un coefficient de correction. Un soustracteur 11 effectue la soustraction algébrique entre une grandeur digitale contenu dans des mémoires 12 et correspondant à ladite température théorique ou de référence à laquelle est étalonné le capteur de pression 2 et la grandeur digitale correspondant à la température ambiante.Un multiplicateur 13 multiplie la grandeur digitale fournie par le diviseur 7 par la grandeur digitale fournie par le soustracteur il et par la grandeur digitale correspondant au coefficient de correction. La grandeur digitale correspondant au résultat de cette multiplication est, grâce à un additionneur 149 ajoutée à la grandeur digitiale fournie par le diviseur 7. Il s' ensuit que cet additionneur 14 fournit à sa sortie une grandeur digitale qui correspond sensiblement à la pression atmosphérique réelle5 après avoir tenu compte de l'influence que peuvent avoir la température ambiante et la tension d'alimentation du capteur 2, que ce dernier fournit, sur la tension image de la pression. En vue de fournir à un afficheur 15 la valeur de l'altitude, l'altimètre 1 comprend un calculateur 16 qui calcule la valeur de l'altitude à partir de la grandeur digitale fournie par l'additionneur 14 et correspondant sensiblement à la valeur de la pression atmosphérique réelle en utilisant les valeurs contenues dans des armoires 17 qui représentent une courbe indiquant la valeur de l'altitude en fonction de la valeur de la pression atmosphérique. L'altimètre 1 comprend également un afficheur 18 permettant de fournir la valeur de la température ambiante et un afficheur 19 permettant de fournir la valeur de la pression corrigée émanant de l'additionneur 14. Le convertisseur anaiogique-digital 4 et les différents organes5 à 7 et il à 19 de l'altimètre l sont pilotés par une horloge et des circuits électroniques, non représentés mais connus, pour effectuer les calculs et les affichages mentionnés plus haut de manière séquentielle et dans le bon ordre. On notera que pour préfixer ledit coefficient de correction, on agit sur le potentiomètre 10 de telle sorte que la valeur de la pression atmosphérique affichée sur l'afficheur 19 soit la pression atmosphérique réelle à l'endroit où se trouve l'altimètre 1. En vue de fournir sur un afficheur 20 la valeur de l'altitude par rapport à une valeur d'altitude d'origine, l'altimètre 1 comprend une mémoire 21 dans laquelle peut entre mémorisée une valeur d'origine de l'altitude fournie par le calculateur 16 et un soustracteur 22 qui soustrait la grandeur digitale contenue dans la mémoire 21 et correspondant à une altitude d'origine de la grandeur digitale fournie par le calculateur 16, au cours de la variation d'altitude, le résultat de cette soustraction étant fournie à l'afficheur 20. En vue de fournir à un afficheur 23 une vitesse de variation d'altitude, on prévoit une mémoire 24 et un soustracteur 25 qui permettent de fournir la différence entre deux grandeurs digitales successives fournies par le calculateur 16 et correspondant à deux altitudes successive. à un diviseur 26 qui divise le résultat de cette soustraction par le temps séparant les deux mesures, le résultat étant affiché sur l'afficheur 23. En vue de fournir une altitude maximum atteinte àun afficheur 27, on prévoit une mémoire 28 dans laquelle est stockée la valeur digitale correspondant à une altitude d'origine et un comparateur 29 qui compare la valseur contenue dans la mémoire 28 avec la grandeur digitale fournie par le calculateur 16 et qui permet de mémoriser dans la mémoire 28 la valeur digitale c9rresp9ndant à la nouvelle altitude si cette dernière est supérieure à la valeur digitale mémorisée dans la mémoire 28 si cette dernière est supérieure à l'altitude préalablement mémorisée, le contenu de la mémoire 28 étant affiché sur l'afficheur 27. L'altimètre 1 décrit ci-dessus peut être monté dans un boîtier et on peut avantageusement prévoir une source d'énergie électrique autonome pour alimenter ses différents circuits électroniques. il est alors facilement transportable et accrochable. Il est en outre possible de prévoir un nombre restreint d'afficheurs et afficher sur le même afficheur des valeurs ayant des significations différentes Les organes 21 à 29 ci-dessus sont également pilotés par ladite horloge de maniere sequentielle. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. En effet, lesdits organes de calcul peuvent être rassembler pour ne constituer qu'un seul organe de calcul. A partir d'une structure équivalente, il est tout à fait possible de réaliser un dispositif permettant de fournir une profondeur dans un liquide, REVENDICATIONS 1, Dispositif électronique susceptible d'indiquer la valeur relative de sa position verticale par rapport à une position verticale de référence à l'aide de la pression du milieu où il se trouve, caractérisé par le fait qutil comprend - des moyens de mesure de pression (2) capables de fournir une grandeur mesurée image de la pression du milieu, - des moyens de correction (3-14) capables de corriger ladite grandeur mesurée en fonction de paramètres ou de grandeurs influençant ladite grandeur mesurée, en vue de fournir une grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, - des moyens (16, 17) pour séquentiellement déterminer la valeur correspondant à ladite position verticale en fonction de ladite grandeur corrigée, r et des moyens d'affichage (15) pour afficher séquentiellement la valeur correspondant à ladite position verticale. 2.. Dispositif selon la revendication l, caractérisé par le fait que lesdits moyens de correction comprennent ; - des moyens (6) pour fournir une grandeur correspondant à une tension de référence d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, - des moyens (3) pour fournir une grandeur correspondant à la tension réelle d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, - et des moyens (5, 7) pour séquentiellement multiplier ladite grandeur mesurée image de la pression du milieu par la grandeur correspondant à une tension nominale de référence et la diviser par la grandeur correspondant à la tension réelle d'alimentation desdits moyens de mesure de pression, ces moyens (5, 7) fournissant auxdits moyens (16, 17) pour déterminer une valeur correspondant à ladite position verticale la grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu sensiblement. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de correction comprennent - des moyens de mesure (8) de la température du milieu capables de fournir une grandeur image de cette température, - des moyens (12) pour fournir une grandeur de réf é- rence correspondant à une température de référence, - des moyens (9) pour fournir un coefficient de correction, r des moyens (I1, 13, 14) pour séquentiellement déterminer la différence algébrique entre la grandeur image de la température du milieu et la grandeur de référence correspondant à une température de référence, multiplier cette différence par la grandeur mesurée image de la pression du milieu et par ledit coefficient de correction et ajouter la grandeur ainsi obtenue à la grandeur mesurée image de la pression du milieu, en vue de fournir auxdits moyens (16, 17) pour déterminer une valeur correspondant à ladite position verticale la grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, et des moyens de réglage (10) pour préfixer ledit coefficient de correction de telle sorte-que la grandeur corrigée image de la pression réelle du milieu, sensiblement, fournie auxdits moyens (l6, 17) pour déterminer une valeur correspondant à ladite position verticale reste constante quelle que soit la température du milieu. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour déterminer séquentiellement la moyenne d'au moins deux valeurs successives correspondant à deux positions verticales successives, afin de fournir séquentiellement auxdits moyens d'affichage (15) cette moyenne. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (24, 25, 26) pour séquentiellement retrancher deux valeurs successives correspondant à deux positions verticales successives et diviser le résultat par le temps séparant les deux mesures correspondantes en vue de fournir séquentiellement à des moyens d'affichage (23) la valeur de la vitesse de variation de position verticale 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour déterminer séquentiellement la moyenne d'au moins deux valeurs Successives de la vitesse de variation de position verticale en vue de fournir auxdits moyens d'affichage cette moyenne. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qusil comprend des yens (l9) pclnlrttant d'afficher la valeur corrigée de la pression du milieu. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (18) permettant d'afficher la valeur de la température du milieu. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications preeedtlltes, caraeterise par le fait qu'il comprend des moyens (29) pour séquentiellement comparer la valeur correspondant à la position verticale à une valeur mémorisée dans des moyens de mémoire~ sation (28) correspondant à une position verticale préalable et mémoriser dans ces moyens de mémorisation la valeur correspondant à la position verticale à la place de la valeur préalablement mémorisée si elle lui est supérieure, en vue de fournir à des moyens d'affichage (27) la valeur correspondant à la position verticale extrême atteinte. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens de mémorisation (21) de la valeur correspondant à une position d'origine, - et des moyens (21) pour soustraire séquentiellement la valeur correspondant à la position verticale à cette valeur mémorisée, en vue de fournir à des moyens d'affichage (20) cette soustraction. 11, Dispositir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend - des moyens de mémorisation (17) de valeurs représentatives d'une courbe indiquant la valeur correspondant à la position verticale en fonction de la valeur de la pression du milieu, - lesdits moyens (16) déterminant la valeur correspondant à la position verticale en fonction de ladite grandeur cor rigée en utilisant les valeurs contenues dans ces moyens de mémoriser tion (17).