Brevet FR2554924A1 — publié le 19850517

La présente invention a trait à un thermomètre ntlmérique.Elle trouvera son application dans les industries où la détermination d'une température s'impose. Actuellement,on connait les thermomètres à dilatation dans lesquels on détermine la température en mesurant l'augmentation correspondante d'un volume de fluide tel que le mercure. ne type d'appareils souffre de plusieurs défauts notamment la lecture de la température est délicate et peut faire l'objet d'erreur de paralaxe.Ensuite- la distance séparant le cadran de lecture du lieu de mesure ne peut être importante. Eoutefois,ces appareils présentent l'avantage d'être entièrement autonomes et peuvent donc être parfaitement utilisés dans des endroits isolés. Il existe également les thermomètres numériques qui disposent d'un affichage digital de la température mesurée.Ta détermination de la température se fait par mesure de la tension aux bornes d'une sonde géneralement au platine Ce type d'appareils utilisent des composants électroniques et surtout une sonde qui entrainent une consommation d'energie électrique.Ta fourniture de cette energie peut être exterieure auquel cas l'utilisation du thermomètre numérique ne peut être envisagée dans un lieu isolé. Par ailleurs la consommation est généralement trop importante pour adopter une alimentation à piles avec fonctionnement en permanence. Or de nombreuses applications exigent que le thermomètre soit constamment en fonctionnement. Le thermomètre numérique de l'invention a été conçu pour répondre aux besoins d'un affichage permanent de la temperature sans nécessiter de source d'énergie extérieure. L'automie du thermomètre a été spécialement étudiée et sera au moins d'une année voire même selon une réalisation p@rticulière jusqu'à atteindre la durée de vie des composants. Le thermomètre numérique destiné à indiquer sur un écran d'affichage la température mesurée per une sonde p:r exemple du type au platine est caracté- risé p@r le fait qu'il présente des moyens pour fonctionner avec une grande autonomie. La description suivante indique les différents moyens permett@nt d'atteindre les objectifs enumérés précédem ent. Elle est accompagnée d'une figure unique en annexe qui illustre le schéma fonctionnel du thermomètre numérique de l'invention. L'invention concerne un thermométre numérique à affichage digital de la température mesurée. lia mesure de la tempér ture peut être réalisée selon les techniques connues notamme t à l'aide d'un therno@ouple, sonde au platine ou antre. Toutefois dans la gamme de température - 1500 à + 200 généralement re@contrée dans l'ind@strie alimentaire, l'industrie chimique, il est préférable d'opter pour les sondes de température au platine qui sont plus précises que les thermocouples, ces derniers étant préférés dans les mesures de températures plus élevées. Malheureusement les sondes au platine nécessi- tert une alimentation eléctrique de puis@ance relativement forte et généralement il faut une source d'énergie extérieur lorque l'appareil de mesure est destiné fonctionner en permanence. Selon la réalisation d- thermomètre numérique de l'invention, celui-ci présente des moyens pour fonctionner avec une grande autonomie. D'où même en utilisation continue on pourra s'affranchir d'une source d'énergie extérieure. Des essais ont permis de montrer que l'antonomie sur piles alcalines classiques pouvait dépasser une année. Sur la figure annexée, est représentée le schéma électrique du thermomètre n: mérique. On y retrorve cer tains circuits electroniques utilisés couramment dans ce type d'appareils. Il s'agit notamment de l'afficheur 1 de température où il est indiqué en permane@ce la tempé- rature mesurée. Selon la précision du thermomètre l'afficheur indiquera avec plus ou moins de chiffres la température. Pour minimiser la co@sommation eléctrique, on utilise de préférence un afficheur du type à cristaux liquides LCD. Cet afficheur 1 est commandé par un circuit électronique 2 qui est un convertisseur analogique-digital. Il s'agit plus p@rticulièrement d'un voltmètre numérique qui reçoit une tension proportionnelle à la température mesurée et transmet à l'afficheur 1 un signal correspond à l'affichage de la température. La sonde de température 3 p@r exemple au platine est montée dans une branche d'un pont de Wheatstone 4. La dite sonde 3 peut être disposée à distance de la carte électronique. to@tefois dans ce cas on veillera à compenser les v@riati@ns de résistance du câble de liaison. Un montage de la sonde 3 de température dit " à trois fils" sera de préférance utilisé. TTn amplificateur 5 est placé aux bornes du pont 4 de Wheaststone. Une boucle de cotre réaction 6 est placée en parallèle sur l'amplificateur opérationnel 5 pour " linéariser" la te--sion de sortie de l'amplificateur opér tio@nel 5 en fonction de la température détectée par la Bonde 3. Ainsi le convertisseur analogique digital 2 re çoit de l'amplificateur 5 une tension proportinnelle à la température mesurée par la sonde 3. Les moyens mis en oeuvre pour accroître l'autonomie du thermomètre se présentent sous la forme d'un ca@p- tenr photo-voltaïque 7. Ce capteur 7 reçoit la lumière a-biante et transforme cette énergie lumineuse en énergie électrique nécessaire au fonctionnement d thermometre. Selon les dimensions du capteur 7 et les besoi--s énergétiques du thermomètre, le capteur fo@rnira tout ou partie de l'énergie nécessaire. cas d'insuffisance, une batterie ou pile 8 placée en tampon du capteur 7 fournit le complèment d'énergie indispersable. Ce montage est toutefois facultatif si notamment le capteur 7 est bien dimensionné et qu'il est placé dans un local suffisamment éclairé ou que le fonctionnement nocturne à l'extérieur 'est pas nécessaire. En utilisant un accumulateur 8 succeptible de stocker l'énergie excédentaire fournie par le capteur 7 on pourra même avoir un affichage perm@net avec une lumi nosité extérieure affaiblie. L'accumulateur 8 ser@ de préférence du type au cadamium- Mickel. lia majeure partie de l'énergie est consommée dans la sonde de température 3 aus:i on pourra avantageuse- ment e@visager de l'alimenter par intermittance. Un circuit 9 est prévu à cet- effet. Il fournit à intervals réguliers une tension au pont 4 de Whea@tone. la durée de la lise sols te@sion du pont 4 sera juste suffisante pour que l'amplificateur opérationnel 5 pui@se @e @tabiliser ce qui est généralement très rapide et également pour que le convertisseur analogique digital 2 puisse analyser la tension fournie par l'amplificateur 5. L'affichage reste fixe entre deux échantillorages. La périodicité des mesures sers par exemple de l'ordre de la seconde et pourra même être plus espacée si les variations de température mesurés sont faibles. L'alimertation de l'amplificateur opérationnel 5 pourra également être interm@ttante. Pour accroître l'autonomie du thermomètre on utilise de préférence des circuits électroniques 2,5 et 9 à faible consomm@tion, notamment du type MOS. REVENDICATIONS 1) Thermométre numérique destiné à indiquer sur un écran d'affichage la température mesurée par une sonde par exple du type au platine caractérisé par le f & t qu'il pré- sente des moyens pour fonctionner avec une grmde auto nomie. 2) Thermomètre numérique selon la revendication 1 ce- ractérisé par le fait que les moyens se présentent sous la forme d'un capteur photo volt@que fournissant en tout ou partie l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des composants du thermométre. 3) Thermomètre numérique selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il présente un accumulateur succeptible de stocker l'énergie électrique four@ie par le capteur photo volt@que. 4) Thermométre numérique selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'ildispose d'une pile placée en parallèle avec le capteur photo voltasque et qui permet de pallier les insuffisances de ce dernier. 5) Thermométre numérique selon la revendication i caractérisé par le fait que la sonde de température est alimentée par intermittance. 6) Thermométre numérique selon la revendication i caractérisé par le fait que les circuits actifs utilisés sont du type à faible consommation. 7) Thermométre numérique selon la reve--dic-tion 6 caractérisé par le fait que les circuits logiques sont du type MOS.