Brevet FR2564595A1 — publié le 19851122

La présente invention concerne un dispositif pour contrôler la présence ou l'absence d'une tension électrique, ou encore la continuité/discontinuité d'un circuit, ans danger de déterioration pour les éléments raccordés, y compris les composants électroniques, (dont les semi-conducteurs). De par ses qualités intrinsèques, l'appareil issu du dispositif est également sans danger pour l'opérateur, s'il entre en contact fortuit en série avec l'appareil. Les appareils de contrôle actuellement utilisés, sont des appareils de mesure très performants et généralement encombrants, ce qui les rend mal aisés d'utilisation sur les chantiers et en recherche systématique de détecticn d'anomalie. Etant de conception sophistiquée, ils'sont également plus fragiles et plus coûteux. A l'inverse de ces appareils à lecture numérique ou à cadran analogique, (lesquels nécessitent que l'opérateur soit toujours en vue de son appareil), existe une gamme d'appareils de contrôle si peu éléborés, que leur capacité se limite aux contrôles de tensions, ou de continuité, ou de polarité. Les résultats étant donnés à l'opérateur sont sous la forme d'un signal lumineux ou sonore, toujours invariable, ne distinguant pas toujours le courant alternatif du continu. De plus, certains appareils de ce type s'avèrent généralement dangeureux pour le contrôle de certains composants, tels ceux du matériel électronique en général, et plus particulièrement les semi-conducteurs. La plupart de ces appareils comportent un interrupteur.Si par inadvertance l'appareil est laissé, entre deux utilisations sur la position de fonctionnement, la source de tension électrique interne va débiter dans les composants de l'appareil et outre l'altération éventuelle de ces derniers, user prématurément la source d'énergie. De plus, l'usure prématurée des piles favorise l'écoulement du fluide corrosif qu'elles contiennent. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Dans celui-ci en effet, les contrôles de continuité et de ten sions électriques sont distincts l'un de l'autre; de plus les résultats sont donnés sous la forme de signaux sonores qui avertissent l'opérateur même et surtout lorsqu'il ne se trouve pas en vue de l'appareil. Ce qui permet à l'opérateur de concentrer son attention sur les manipulations qu'il exécute. Couvrant une large gamme de tensions, généralement de 3 à 380 volts, en usage courant, il comporte une régulation limitant le débit de ccurant à une valeur supprimant le risque de destruction des composants électroniques, et notamment les plus fragiles d'entre-eux, les semi-conducteurs.Cette faible valeur du courant apporte un élément de sécurité, appréciable pour l'opérateur qui ne court aucun danger en cas de contact fortuit en série avec le dispositif, tel que le préconisent le règlemeritations en /i^uur. La içposition des composants du dispositif leur permet intrinsèquement de distinguer non seulement le sens du courant, et de ce fait de discerner les polarités, mais égélement de déterminer la nature de celui-ci, continu, alternatif, pulsé. Cette distinction sonore est directement en rapport avec la nature du courant contrôlé. Un son "haché" indique la présence d'une tension alternative, ou pulsée. Le son est "haché" ou"modulé" à la fréquence de la tension contrôlée. Si le son "haché" persiste après inversion des cordons, cela indique la présence d'une tension alternative, telle la tension du secteur des prises de courant domestique. Si le son "haché" disparaît après inversion des cordons, cette indication permet de reconnaître la présence d'une tension pulsée du type "redressée non filtrée", cas d'un chargeur de batterie d'accumulateur électrique d'un véhicule automobile par exemple.Une tension continue est parçue par un son continu lorsque les polarités sont correctement branchées; c'est à dire la polarité positive au "plus" de l'appareil, et la polarité négative au "moins" ou à la référence de "masse", afin de réaliser le bouclage de continuité. La source électrique interne à l'appareil ne s'utilise que lors des contrôles de continuité, et seulement-pendant la durée de ce contrôle. Ceci est rendu possible par la suppression de tout dispositif de contacteur "marche/arrêt", lequel est avantageusement remplacé par les "cordons" ou "pointe de touche" servant à l'opérateur dans l'exécution de ses contrôles. Une fois les "cordons" ou un "cordon" et une "pointe de touche" en place, la réalisation du contact sur l'élément à tester effectue la mise en service du dispositif. Selon une forme de réalisation préférentielle, le dispositif comporte trois entrées, dont deux d'entre-elles "plus" et "moins" constituent les éléments apparents du dispositif en contrôle de tensions. Les composants non apparents, situés à l'intérieur du boîtier renfermant le dispositif sont constitués par: un transducteur électrosonore, un régulateur de courant constant et une diode d'aiguillage. La troisième entrée, également apparente, sert à effectuer les contrôles de continuité. Cette entrée permet au dispositif d'assurer son autonomie dans ce type de contrôle en plaçant la source électrique située à l'intérieur du dispositif, en série avec le régulateur de courant et le transducteur électfosonore. La figure 1 représente le schéma de fonctionnement du dispositif, selon l'invention. La figure 2 représente l'agencement des composants au sein d'un schéma industriellement réalisable. La figure 3 représente, en perspective, une des réalisations industrielles possibles, facilitant le montage de l'appareil tout en permettant la réalisation d'une version ayant sa place en "poche de poitrine". Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte une entrée (1) sur laquelle s'applique la tension "plus", cette entrée est reliée à un régulateur de courant constant (2), puis, toujours en série, à un transducteur électro-sonore (3) et à l'entrée (4) qui est le potentiel de référence de l'appreil. L'entrée de contrôle de continuité (5) permet l'utilisation de la source électrique (6) qui se substitue à l'abscence de tension à l'entrée (1) en l'introduisant en (7). Dans la forme de réalisation industrialisable représentée sur la figure 2, le schéma est une des applications du contrôleur réalisé à l'aide de composants électroniques d'usage courant et d'encombrement réduit. L'élément vibrant du transducteur électro-sonore (3) est réalisé par un cristal piézo-électrique (8), lequel est relié à un circuit oscillateur constitué par un transistor (9) et trois résistances (10), (11) et (12). La fréquence du son émis par le transdcuteur (3) est celle de la fréquence de résonnance du cristal piézo-électrique (8). En effet, ce cristal piézo-électrique (8) contre-réactionne l'oscillateur Ç(9), (10), (11) et (12 , et lui impose ainsi sa fréquence. Le rendement oscillatoire du cristal (8) étant optimum, une faible énergie électrique consommée suffira à émettre un son de forte intensité.Dans cette application, le régulateur de courant constant (2) est simplementcons- titué d'un transistor (13), de deux résistances (14) et (15), et d'une diode (16) limitatrice de tension de type "zener". Le courant qui traverse le régulateur (2) est une fonction directe de la tension d'effet "zener" de la diode (16) et de la valeur de la résistance (15). La tension maximale admissible aux bornes du régulateur (2) est de ce fait proportionnelle à la tension maximale technologiquement admissible entre le collecteur "C" (17) et l'émetteur "E" (18) du transistor (13). Dans tous les cas, le régulateur de courant constant (2) limite le courant qui traverse le transducteur (3) à une valeur prédéterminée, ceci quelle que soit la tension caractérisant l'énergie électrique appliquée entre les bornes (1) et (4). L'implantation des diodes (19) et (20) se Justifie pour au moins trois raisons: effectuer le redressement de tout courant traversant le régulateur de courant constant (2) et le transducteur (3), tant en contrôle de tension à travers le diode (19), qu'en contrôle de continuité à travers la diode (20); séparer électriquement les deux fonctions distinctes du contrôleur "contrôle de tension" et "contrôle de continuité"; protéger l'appareil contre les fausses mani Eulat ons de l'opffrateur. C'est le cas, par exemple, lors de l'applîca- tin de diverees tension= entre la borne d'entrée "plus" (1) et la borne contrôle de continuité (5). Afin de protéger les imposants du dis rvsitif, n cas d'ar?licatior fortuite et ;;-rolonge d'une tension plus élevée que la gamme d'utilisation recommandée, un composant limiteur (21) peut être ajouté en série avec le transducteur électro-sonore (3) et le régulateur de courant constant (2). Le mode de réalisation préférentielle représenté en figure 3, comporte un circuit imprimé (22) qui reçoit les différents composants selon le schéma de montage décrit en figure 2. Le transducteur électro sonore (3) et la source électrique (6) qui par leurs dimensions ett utilisations nécessitant un emplacement spécifique sont positionnés directement dans le boîtier. Le composant limiteur (21) a été volontairement omis, étant un élément de sécurité supplémentaire non indispensable au fonctionnement du dispositif, selon ce mode de réalisation. Une fois les composants soudés sur le circuit imprimé, il est positionné de façon à ce que chacune des entrées (1), (4) et (5) soit soudée en place à une douille de panneau isolée (23), (24) et (25), éventuellement de coloris différent afin de visualiser plus facilement leur fonction. Ces douilles de panneau d'un diamètre normalisé de 2 à 4 millimètres, en général, sont vissées sur une plaque (26) conçue pour les recevoir et tenant compte de l'implantation des douilles sur le circuit imprimé. Le circuit imprimé (22), les composants implantés, les douilles de panneau (23), (24), (25) et la plaque (26) représentent une structure compacte facilitant le montage et tout éventuel dépannage. Les fils (27) et (28) relient le transducteur électro-sonore (3) au circuit imprimé (22), et les fils (29) et (30), la source de tension (6), ici une pile de 9 volts, au circuit imprimé également, et, toujours en fonction du schéma de la figure 2. Un boîtier constitué de deux pièces identiques (31) et (32) s'emboîtant par simple retournement selon les détails (33) et (34) reçoit dans ses encoches (3-5) et (36) les plaques (26) et (37), cette dernière constituant la plaque de fond sur laquelle vient se placer la pile de 9 volts.Etant à noter que c'est seulement après mise en place des plaques (26) et (37) dans les encoches de l'une des pièces identiques (31) ou (32) et le positionnement du transducteur électro-sonore (3) ainsi que de la pile de 9 volts (6) que la deuxième pièce identique (31) ou (32) vient s'emboiter et former un boitier rigide et compact, l'ensemble étant solidarisé par les vis (38), oui, à travers les orifices (39), viennent se visser dans les tétons (40).L'emboîtement des deux parties identiques (31) et (32) se réalise à "fond de gorge", selon les détails de l'emboîtement (33) et (34). Mais afin de pouvoir éventuellement fixer une agrafe amovible (41) une rainure (42), représentée sur le détail d'assemblage, permet le coulissement de l'agrafe sui se maintien en place par ses propres propriétés élastiques. Le cas échéant, l'agrafe peut être fixée à demeure par par les vis de fixation (38). Les opérations de contrôle se réalisent grâce à des cordons, généralement au nombre de deux (43) et (44) et de couleur différente, ou par un cordon et une pointe de touche (45) qui seront avantageusement réalisés par les technologies de surmoulage.L'extrémité de chaque cordon peut être équipé en fonction des éléments à contrôler, et plus généralement, par un système à touche ou à pince. Connecter un voltmètre en parallèle avec le contrôleur selon l'invention permet, en fonction testeur de continuité, d'identifier le cristal constituant le semi-conducteur, lorsqu'il est connecté dans le sens passant. Une tension d'environ 0,3 volt identifie un semi-conducteur au germanium, une tension d'environ 0,7 volt identifie un semi-conducteur au silicium. De plus, le testeur délivrant un courant calibré permet de lire, sur le voltmètre connecté en parallèle avec celui-ci, la tension de "coude" d'une diode "Zener" connectée en inverse sur le testeur. La limite maximale de la tension de "coude" mesurable est directement liée à la tension de la source de tension (6) interne au testeur. Dans le mode de réalisation préférentielle, la source de tension (6) est constituée d'une pile de 9 volts, mais on peut étendre la gamme de test des tensions des diodes "Zener" en connectant une source de tension extérieure en série avec le testeur selon l'invention, sur la borne entrée test (5), ou directement sur la borne entrée "plus" (1). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux contrôles de présence ou d'absence de tension, à la reconnaissance des polarités des tensions qui lui sont appliquées, à discerner la nature des tensions, (alternative ou continue), et également à contrôler les continuités dans tous les types de circuits, tant électriques qutélec- troniques, ainsi que la polarité et le bon état des semi-conducteurs, et dans ce dernier cas, sans danger pour les composants quels qu'ils soient. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour contrôler la présence ou l'absence d'une tension électrique, ou encore la continuité/discontinuité d'un circuit caractérisé en ce qu'il comporte un régulateur de courant constant (2), un transducteur électrosonore (3), une source électrique interne (6), une entrée test de continuité (5), une entrée test de tension (1) et une entrée (4) qui est le potentiel de référence de l'appareil, ce qui lui permet d'indiquer sous une forme sonore la qualité d'une continuité électrique, ainsi que la nature et le sens d'une différence de potentiel appliquée à ses bornes sans intervention d'un quelconque commuta- teur, l'ensemble étant rendu compact et intégré à un boitier principalement composé de deux pièces identiques (31) et (32). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte trois bornes d'entrées (1), (4) et (5)- permettant, grâce à leur agencement électrique de supprimer tout commutateur, tant pour la mise sous tension de l'appareil que pour la sélection de l'une ou l'autre des fonctions de contrôles. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le contrôle de continuité qui s'effectue entre les bornes (5) et (4) produit un débit de la source de tension interne (6) que lors du contrôle de continuité et seulement pendant la durée de ce contrôle. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le régulateur de courant constant (2) permet, en fonction de contrôle de continuité, de s'assurer de l'état des semiconducteurs sans danger pour ceux-ci et en limitant, quoi qu'il arrive, l'intensité les traversant. 5) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la source de courant constant (2), capable de supporter une haute tension à ses bornes, permet de contrôler une très large gamme de tensions sans commutation de divers calibres; le limiteur (21) n'intervenant qu'en complément de sécurité. 6)Dispositif selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce qu'il comporte des diodes d'aiguillage (19) et (20) permettant de supporter, sans destruction, les fausses manoeuvres de l'opérateur lors d'introduction impropre des cordons dans les bornes (5) et (1). 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier constitué de deux pièces identiques (31) et (32) s'emboitant par simple retournement reçoit dans ses encoches (35) et (36) les plaques (26) et (37) permettant de réaliser un assemblage rigide et compact par simple vissage. 8) Dispositif selon les revendications 1 et 7 caractérisé en ce qu'il comporte un emboîtement des deux parties identiques (31) et (32) réalisé à "fond de gorge" selon les détails de l'emboîtement (33) et (34) laissant subsister une rainure (42) permettant d'insérer une agrafe amovible (41) qui peut se maintenir en place par ses propriétés élastiques ou être fixée à demeure par les vis de fixation (38). 9) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 5 et 6 caractérisé en ce qu'il comporte deux ou trois cordons (43) et (44) ou pointe de touche (45) permettant par simple connexion et bouclage avec les éléments de réaliser les contrôles de continuité, de recherche de présence ou d'absence de tension ou encore de recherche des polarités sans pour autant faire appel à un quelconque commutateur, c'est la simple réalisation du contact sur l'élément à tester qui effectue la mise en service de l'appareil, tant en mise sous tension qu'en utilisation de la source de courant interne. 10) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce qu'une connexion avec un voltmètre, en parallèle sur les bornes (5) et (4), soit en contrôle de continuité, permet d'identifier la nature du cristal constituant un semiconducteur en fonction de la tension enregistrée par le voltmètre et également grâce au courant calibré (2) de mesurer la tension de "coude" d'une diode "Zener" connectée en inverse sur l'appareil.