Brevet FR2549954A1 — publié le 19850201

ta présente invention concerne un dispositif électronique de mesure de pression. Pour la mesure et l'indication de la pression ambiante, on ne dispose actuellement que d'appareils dont l'encombrement et l'imprécision gênent considérablemènt les utilisateurs. Le dispositif selon l'invention, permet de remédier à ces in convénients oar il est logé dans un bottier étanche dont le faible encombrement permet le port en bracelet, par exemple, par l'utilisateur. La pression est indiquée instantanément avec précision et mémorisation de la valeur maximum ou minimum atteinte. Ce dispositif se caractérise principalement en ce qu'il est enfermé dans un bottier étanche et portable ou inclus, et en ce que la pression instantanée, la valeur maximum ou minimum de la pression atteinte et certaines indications d'alarme apparaissent sur un afficheur (à cristaux liquides, par exemple)0 Selon une autre caractéristique de I'invention, la grandeur 610clriquo analogique fournie par le capteur rie pression est traité et calibrée électroniquoment, puis convertie on informations numériques, afin de permettre son traitement par un micro-calculateur, piloté par un logiciel approprié et contralé par des commandes de fonction externes, qui transcrit les résultats sur l'afficheur en données alphanumériques de la pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, le micro-calculateur comporte le programme, les mémoires de travail- et les en trées et sorties, afin de piloter direotement l'afficheur, de gérer le multiplexeur, ainsi que le début et la fin de conversion des si- zonaux Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil est alimenté par une batterie d'accumulateurs, rechargeable ou non, con troue analogiquement, puis numériquement par le calculateur par 1' interm6diaire du convertisseur analogique numérique utilisé pour la mesure de pression.Les données analogiques relatives à la pression et à l'état de la batterie étant sélectionnées par un sélecteur multiplexeur piloté par le microprocesseur du calculateur, avant leur entrée dans le convertisseur analogique numérique, Selon une autre caractéristique de l'invention, lo courant fourni par le capteur de pression est amplifié, filtré et mis en fos me avant sa conversion en données numériques; le gradient du capteur étant assuré par l'étalonnage de l'amplificateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, ltétat de charge de la batterie d'accumulateurs est indiqué automatiquement Far deux alarmes correspondant respectivement à un niveau faible mais non critique et à un niveau critique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mise à zéro de l'affichage de pression et le contr8le de l'état de oharge de la batterie s'effectuent par l'intermédiaire d'une unique commande con çue pour rendre impossible une remise à zéro accidentelle lors du contrôle de l'état de la batterie, tout le temps que la pression n' est pas revenue au voisinage du zéro plausible. Selon une autre caractéristique de l'invention, la mise en fonction du dispositif s'effectue automatiquement sous l'effet d'une variation sensible de la pression. D'autres oaractéristiques et avantages apparaitront dans la description qui va suivre d'un manomètre pour plongeur subaquatique, réalisé selon I'invention, donné à titre d'exemple non limitatif au regard du schéma synoptique annexé. En se reportant au schéma, on remarque que le manomètre comporte un dispositif d'excitation I du capteur de pression 2, un dispositif de mise en forme et de contrôle de gain 3, un sélecteur multiplexeur 4, un convertisseur analogique numérique 5, un calculateur 6, un afficheur numérique ou alphanumérique 7, une commande manuelle de fonction 8, une batterie d'aocumulateurs 9, un étage d'alimentationn régulées 10 et un diviseur de tension II. Le calculateur oomporte un programme en mémoire morte 6a, une unité arithmétique et logique 6b, une mdmoire vive de donnée 60 des entres et sorties 6d. L'afficheur 7 comporte une zône message 7a et une z8ne numérique ou alphanumérique 7b. Le dispositif, monté dans un boîtier électronique étanche ou en inclusion portable, mesure et mémorise les pressions en milieu aquatique ou hyperbarique avec indication directe, en continu, sur un afficheur 7, des résultats traduits en mitres d'eau Ainsi, le plongeur ou la personne évoluant dans un milieu en hyperbarie, a une indication en continu de la profondeur instantanée avec mémorisation de la profondeur ou de l'hyperpression maximale atteinte depuis le début de l'évolution. En effet, la profondeur instantanée en continu est une information utile au plongeur pour le situer La profondeur maximale atteinte sert à déterminer les paliers nécessaires à la décompression lors de la remontée; on utilise alors à nouveau la profondeur instantanée pour contrôler les paliers. En se reportant à nouveau au schéma synoptique, on remarque que le capteur de pression 2 piezzo-eleotrique, capacitif ou autre, alimenté en énergie électrique régulée par l'étage d'alimentation I0, est excité par le dispositif d'excitation I, transpose les différentes pressions qui lui sont appliquées en une grandeur électrique analogique en relation directe avec celles-ci. Cette grandeur, mise en forme par le dispositif 3, dirigée vers le convertisseur analogique 5 par le sélecteur multiplexeur 4, est finalement traitée par un micro-calculateur 6, piloté par un logiciel approprié, oontr816 par des commandes de fonctions externes 8, qui transcrit les résultats sur l'afficheur 7. Une batterie d'aooumulateurss rechargeable ou non 9, fournit à l'appareil l'énergie électrique dont il a besoin, par l'intermédiaire d'un étage d'alimentations régulées IO, La capacité petentielle de cette batterie rechargeable est contr81de par le calculateur 6, via le diviseur de tension II, le sélecteur multiplexeur 4 et le convertisseur analogique numérique 5, qui servent également pour la mesure. Ce systèmes qui contrôle en permanence l'état de la batterie, donne à la demande l'état réel de celle-ci, par affichage linéaire ou nu métrique, et génère automatiquement deux alarmes, avertissant, pour la première, que la tension a diminué, mais reste au dessus du seuil critique imposé pour une durée définie, pour la seconde, que la tenion a franchi le seuil critique et que la recharge de la batterie s'impose de façon urgente 2 le dispositif se verrouillant automatiquement. La première alarme peut prendre l'aspect d'un simple message tel que "BAT", la seconde, du mame message clignotant, afin de mieux attirer l'attention. ta batterie 9 est incluse de façon hermétique dans le boîtier de l'appareil, mais un connecteur de raccordement est disponible à l'extérieur pour sa charge. L'étage d'alimentation 10 peut être du type mono ou multitensions, positives ou négatives, par rapport au zéro volt de la batterie, en fonction des composants et du capteur utilisons. L'etage d'excitation I du capteur 2 est, en fait, un étage d' alimentation soigné, qui peut être du type continu ou alternatif. -Le capteur de pression 2, quel que soit son type, fournit généralement un courant électrique issu d'un pont de mesure. Ce signal analogique est amplifié, filtré et mis en forme par le dispositif 3 en vue de sa conversion en signal numérique. Le contre du gradient du capteur est assuré par l'étalonnage de l'amplificateur. Le système surveillant deux paramètres analogiques, il est nécessaire de les sélectionner avant entrée dans le convertisseur analogique numérique 5 par l'intermédiaire du sélecteur multiplexeur piloté par le microprocesseur du calculateur 6. Le convertisseur analogique numérique 5 effectue une conversion des paramètres en vue de leurinterprétation par le mi cropro ces- s sur Le microprocesseur du calculateur 6 comporte le programme, les mémoires de travail et les entrées et sorties; ceci, afin d'obtenir le pilotage direct de l'afficheur 7, de gérer la ou les commandes externes 8, le sélecteur multiplexeur 4 les départs de conversion et les fins de conversion. La remise à zéro du registre de profondeur maximale et du registre de profondeur instantanée effectue par action sur une touche de fonction appropriée. Le contrle du bon déroulement apparaît sur l'afficheur. I1 est possible, également, de visualiser directement la tension de la batterie pour connaître l'état précis de celle C par affichage linéaire ou numérique. Ainsi, la mise à zéro et le contrée de la batterie peuvent être uniques, tant au point de vue de la commande que de la manipulation. Des que la plongée est commenoée (augmentation de la pression), l'action sur cette derniere devientinopérante, tant que la pression n'est pas revenue au niveau d'un zéro plausible. Le zéro accidentel est ainsi rendu impossible en cours de plongée. L'invention ne se limite pas à l'exemple donné ci-dessus et d'autres applications intéressantes peuvent être envisagées dans les -domaines aéronautique, aérospatial, industriel et maritime notamment. RSVENDI CATIONS I. Dispositif électronique de mesure de pression, caractérisé en ce qutil est enfermé dans un boîtier étanche ou inclus portable; en ce que la pression instantanée, la valeur maximum ou minimum de la pression atteinte et certaines indications d'alarme apparaissent sur un afficheur (7). 2. Dispositif électronique de mesure de pression, selon la revendication I caractérisé en ce que la grandeur électrique analogique fournie par le capteur de pression (2) est traitée et calibrée electroniquement, puis convertie en informations numériques, afin de permettre son traitement par un micro- calculateur (6), piloté par un logiciel approprié et contr8lé par des commandes de fonction externes (8), qui transcrit les résultats sur l'afficheur (7) en données numériques ou alphanumériques de la pression. 30.Dispositif électronique de mesure de pression, selon la revendication 2, caractérisé en ce qutil est alimenté par une batterie d'accumulateurs, rechargeable ou non (9) contrôlée analogi quement, puis numériquement par le micro-calculateur (6) par l'in termzdiairo du convertisseur analogique numérique (5) utilisé pour la mesure de pression. 4. Dispositif électronique de mesure de pression, selon les revendications I et 3, caractérisé en ce que ltétat de charge de la batterie d'acoumulateuro est indiqué automatiquement par deux alarmes correspondant respectivement - un niveau faible mais non critique et à un niveau critique. 5. Dispositif électronique de mesure de pression, selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'état de charge de la batterie est affiché linéairement ou numériquement. 6. Dispositif électronique de mesure de pression, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le courant fourni par le capteur (2) est amplifié, filtré et mis en forme avant sa conversion en données numériques; le gradient du capteur étant assuré par l'é- talonnage de l'amplificateur. 7. Dispositif électronique de mesure de pression, selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les données analogiques concernant la pression et l'état de charge de la batterie dt accumulateurs, sont sélectionnées par un sélecteur multiplexeur (4) piloté par le microprocesseur du calculateur, avant leur entrée dans le convertisseur analogique numérique (5). 8. Dispositif électronique de mesure de pression, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise à zéro de l'affichage de pression et le contre de l'état de charge de la batterie s'effectuent par l'intermédiaire d'une unique commande (8) conçue pour rendre impossible une remise à zéro accidentelle lors des contrôles d'état de la batterie, tout le temps que la pression n'est pas revenue au voisinage d'un zéro plausible. 9. Dispositif électronique de mesure de pression, selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le micro-calculatour (6) comporte le programme, les mémoires de travail et les en triées et sorties, afin de piloter directement l'afficheur, de gérer le multiplexeur, le début de conversion et la fin de conversion des signaux. IO. Dispositif électronique de mesure de pression, selon les revendications I ou 2, caractérisé en ce que sa mise en fonction s'effectue automatiquement sous l'effet d'une variation sensible de la pression.