Brevet FR2573212A1 — publié le 19860516

PROCEDE ET SYSTEMEDEMESURE DE LA GUALIT; D'AU MOINSUN CONTACTELECTRIQUE L'invention concerne un procédé de mesure de la qualité d'au moins un contact électrique et système mettant en aeuvre ce procédé. P!us précisément, le procédé et le système de l'inventlon ont pour objet de mesurer la dispersion de la valeur de la rsistance de contacts, par exemple de contacts de relais, autour d'une valeur moyenne pour différentes valeurs du courant traversant chaque contact. II existe dans la technique différents types d'appareils permettent de mesurer des résistances de contact. Cependant, su-delà de ces valeurs de résistances, on s'aperçoit qu'il est Intéressant d'étudier les variations des résistances de contact. C'est pourquoi, I'invention permet de mesurer des dispersions de valeurs de résistances. Ces dispersions permettent de carac tériar la stabilité de la résistance des contacts dans le temps et cella pour différentes intensités de courant traversant ces contacts. Le système de l'invention permet de plus, effectuer des mesures rapides, permettant ainsi de faire des contrOles portant sur les contacts de tout un lot de relais. L'invention concerne donc un procédé de mesure de la qualité d'au moins un contact électrique, caractérisé en ce qull comporte les phases suivantes - cycle d'un nombre déterminé de fermetures-ouvertures de chaque contact; - à chaque fermeture du cycle précédent, circjlaticn dans le contact d'un premier courant d'intensité déterminée puis d'un deuxième courant de valeur différente ; - à chaque fermeture précédente du contact et pour chaque valeur de courant, mesure de la valeur de la tension aux bornes du contact et mesure de l'intensité du courant circulant dans le contact - pour chaque férmeture du contact, enregistrement d'une valeur de résistance correspondant au rapport de la différence des valeurs de tension sur la différence d'intensité de courant;; - eu terme du cycle de fermetures-ouvertures du contact, calcul de la moyenne des valeurs de résistances du contact; - et calcul des valeurs de dispersion de la résistance de contact à partir des différentes valeurs de résistance et de la valeur moyenne précédente. L'invention concerne également un système de mesure de le qualité d'au moins un contact électrique, comprenant: un relais commandant un contact, un circuit d'alimentation du relais, connecté aux bornes du relais, un circuit d'alimentation de contact connecté aux bornes du contact, un appareil de mesure de tension connecté aux bornes du contact, un appareil de mesure d'intensité connecté en série avec le contact et son circuit d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte: - un circuit inverseur d'alimentation connectant le circuit d'alimenta tion de contact aux bornes du contact selon un premier ou un deuxième sens d'alimentation; - un circuit de calcul de résistance recevant les résultats de mesures d'intensités et de tension et fournissant un siqnal de valeur de résistance:: - un dispositif d'enregistrement enreqistrant un nombre déterminé de valeurs de résistances; - des circuits de traitement permettant de calculer, à partir des différentes valeurs de résistances et de leur valeur moyenne, une valeur de dispersion de résistance de contact; - un circuit séquentiel fournissant: un nombre déterminé de signaux de commande d'alimentation eu circuit d'alimentation du relais provoquant ainsi un cycle de fermetures-ouvertures du contact; des signeux de commande d'intensité au circuit d'alimentation de contact fixant ainsi une Intensité de courant d'alimentation ; des signaux de commande d'inversion au circuit Inverseur; des signaux de commande de traitement au circuit de traitement; un signal de commande d'intensité étant fourni durant une fermeture du contact et déterminant un premier temps d'alimentation selon le premier sens d'alimentation, un signal de commande d'inversion étant également fourni durant une fermeture du contact à la suite du signal de commande d'intensité et déterminant un deuxième temps d'alimentation selon un deuxième sens d'alimentation, les signaux de commande de traite- L'invention sera mieux comprise au moyen de la description qui suit et des figures annexées qui représentent: - la figure 1, un diagramme général du système de l'invention; - la figure 2, un exemple de réalisation du système de l'invention. L'objet du procédé de l'invention est d'une part, de s'affranchir de l'influence des résistances parasites; d'autre part, de mesurer l'ordre de grandeur de l'effet thermoélectrique ; enfin de s'assurer que, quel que soit le courant sous lequel la mesure est faite, la valeur de la résistance de contact reste stable. L'hypothèse de base est la suivante: en première approximation, on peut considérer que la tension aux bornes d'un contact est de la forme: u = uo + Ri uo représentant une force électromotrice de contact. R représentant la résistance du contact proprement dite. Il suffit de deux mesures pour évaluer les mesures de uo et due R. Pour celà, on alimente le contact à mesurer à l'aide d'un premier courant dont on a fixé l'intensité à une valeur + I1. On mesure la tension V1 aux bornes du contact. Pour ce sens donné du courant, on obtient: V1 = uo + R11 On alimente ensuite le contact à l'aide d'un deuxième courant d'intensité - 12. On obtient alors: V2 = uo Ayant mesuré les valeurs de V1 et V2, les deux relations précédentes permettent d'obtenir une valeur de la résistance du contact:: Pratiquement, il est plus aisé de fixer la valeur de l'intensité du courant à une valeur 1, de faire la première mesure avec une circulation du courant dans un sens (intensité + I) et d'inverser la circulation du courant pour la deuxième mesure (intensite - I). La valeur de la résistance est alors: Les mesures précédentes sont faites b chaque fermeture d'un cycle Cie n fermetures-ouvertures du contact. On obtient ainsi une série de n mesures de la résistance. Selon le procédé de l'invention, on détermine la valeur moyenne de la résistance mesurée soit R = z Ri n Ri étant une valeur mesurée de la résistance de contact R la valeur moyenne calculée de la résistance. Ensuite, on obtient la dispersion de la valeur de la résistance de contact par rapport 9 la valeur moyenne de la résistance, a l'aide de la formule: L'expérience a montré qu'un nombre de fermetures-ouvertures du contact égal 8 n = 10 est suffisent pour faire une mesure correcte de la dispersion de la résistance. Dans ce qui suit, on prendra n = 10. En se reportant 9 la figure 1, on va décrire un diagramme général du système de l'invention mettant en oeuvre le procédé décrit précédemment. Sur cette figure, on trouve un relais W alimente par un circuit d'alimentation 2. Le relais W commande, lorsqu'il est alimenté en courant, la fermeture d'un contact W1. Un circuit d'alimentation 3 alimente en courant le contact Wl. Un appareil de mesure d'intensité de courant 4 mesure le courant circulant dans le circuit du contact Wl. Un appareil de mesure de tension 5 mesure la tension aux bornes du contact W1. Un circuit de calcul de résistance 6 est connecté å des sorties des appareils de mesure 4 et 3 et enregistre les valeurs calculées dans un dispositif d'enregistrement 7. Des circuits de traitement 20 et 21 sont connectés å des sorties du dispositif d'enregistrement 7. Le circuit 20 permet de calculer la valeur de la résistance moyenne d'un lot de mesures et le circuit 21 permet de calculer les dispersions des valeurs de résistance sutour de la valeur moyenne fournie par le circuit 20. Un circuit séquentiel (l) fournit les signaux nécessaires au fonctionnement des circuits précédents conformément au procédé de l'invention. C'est ainsi qu'il fournit une succession de signaux Cl 110 commandant le fonctionnement du circuit d'alimentation 2 du relais W. Chaque signal Cl/l0 commande l'alimentation du relais W et par suite la fermeture du contact Wl. Le nombre de signaux Cl 110 correspond au nombre nécessaire de fermetures du contact Wl, c'esta'dire dix signaux selon l'exemple pris précédemment. Durant chaque signal Cl/l0, lorsque le contact Wl est fermé, au bout d'un temps suffisant pour s'affranchir de tout rebondissement du relais W, au bout de 10 ms par exemple, le circuit séquentiel 1 fournit un signal de commande d'alimentation Cll du contact Wl à l'aide d'un courant + 1. L'appareil de mesure de tension 5 mesure la tension aux bornes du contact Wl. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'appareil 5 effectue une série de mesures de la tension (dix mesures par exemple) et fournit un résultat de mesure (Vl) du circuit de calcul de résistance 6. L'appareil de mesure d'intensité mesure l'intensité du courant et fournit la valeur + I mesurée au même circuit de calcul de résistance 6. A la suite du signal Cil, toujours durant le temps de chaque signal Cl/l0, le circuit séquentiel l fournit un signal C12. Celuici commande l'alimentation du contact W1, par le circuit d'alimentation 3, par un courant d'intensité - L Les appareils de mesure de tension et d'intensité 4 et 5 fonctionnent comme précédemment et fournissent des valeurs de mesure (V2 et - I) au circuit de calcul de résistance 6. Le circuit séquentiel fournit entre chaque signal Cl/l0, un signal C1/10. Ce signallcommande le fonctionnement du circuit 6 et le calcul, pour chaque mesure effectuée à chaque fermeture du contact Wl, d'une valeur de résistance Ri selon la formule Ri = V1 21V 21 Chaque valeur R. obtenue est enregistrée dans le dispositif d'enregistrement 7. Au terme des dix signaux Cl/l0, le dispositif d'enregistrement 7 possède donc dix valeurs de Ri. Le circuit séquentiel 1 fournit alors des signaux de commande de traitement CT1/2. Le signal CT1 commande la lecture par le circuit de traitement 20 des différentes valeurs de R. contenues dans le dispositif d'enregistrement 7 et le calcul à partir de ces valeurs, d'une valeur moyenne R. Le signal CT2 commande la lecture par le circuit de traitement 21, de chaque valeur de R.. Pour ces valeurs, le circuit 21 calcule la valeur de dispersion de la résistance de contact par rapport à la valeur moyenne R fournie par le circuit 20, et celà en application de la formule: La valeur de dispersion est fournie sur une sortie S vers des dispositifs d'affichage ou d'exploitation des résultats. En se reportant à la figure 2, on va maintenant décrire un exemple de réalisation du système de l'invention. On retrouve sur cette figure, le circuit séquentiel 1 fournissant les signaux de commande nécessaires, relais W et son circuit d'alimentation 2, le contact W1 du relais W, le circuit d'alimentation 3 du contact, les appareils de mesure d'intensité et de tension 4 et 5, le circuit de calcul de valeur de résistance 6 et le dispositif d'enregistrement 7. Comme précédemment, les signaux Cl/b fournis par le circuit séquentiel Cl/10 commandent l'alimentation du relais W pour le circuit d'alimentation 2. Lorsque le contact W1 est fermé le circuit séquentiel 1 fournit un signal CI qui commande l'alimentation par le circuit 3 d'un courant de valeur + I. Cette commande d'alimentation est fournie au terme d'un temps suffisant, après chaque fermeture du contact Wl, permettant de s'affranchir de tout rebondissement du contact Wl. Un courant + I circule alors dans le contact Wl par les contacts Al et A2 au repos. Les appareils de mesure de tension 5 et d'intensité 4 fonctionnent comme précédemment. Le circuit séquentiel l fournit ensuite un signal d'inversion CC qui commande un relais A. Celuici commande la mise en position travail des contacts Al et A2.La circulation du courant est inversée dans le circuit du contact W1 et un courant - I circule. Les appareils de mesure 4 et 5 effectuent les mesures nécessaires. Comme précédemment entre chaque signal Cl/l0, un signal Cl/10 est fourni. Celuici commande le calcul d'une valeur de résistance R. dans le circuit 6. Lorsque les dix signaux Cl/I0 ont été fournis et que dix valeurs de R1 ont été enregistrées dans le dispositif d'enregistrement 7, le circuit séquentiel I fournit une suite de signaux de fonctionnement ai 110, b1/10, b11, b12, b13 nécessaires eu fonctionnement des circuits de traitement de le figure 2. Le circuit séquentiel 1 fournit une succession de dix signaux al/I0. A chacun de ces signaux aI/10 une porte 9 de type ET est rendue passante, une valeur Ri enregistrée dans le dispositif d'enregistrement 7 est lue et est transmise d'une part a un circuit 10 et d'autre part å un additionneur 11. SOUS 18 commande du meme signal aI/10, le circuit 10 élève au carré la valeur Ri lue et enregistre, à l'aide d'un circuit d'adressage 8 la valeur R2 obtenue, dans le dispositif d'enregistrement å le place de la valeur Ri qui vlent d'etre lue. Psrallèlement sous la commande des signaux el/10, les différentes valeurs R1 lues sont additionnées dans l'additionneur 11. A la suite du dernler signal al/lD, lorsque les dix valeurs de Ri ont été remplacées par leur carré dans le dispositif d'enrenistrement et lorsqu'elles ont été totalisées dans l'additionneur 11, le circuit séquentiel 1 foumit dix signaux bl/10. Chaque signal blîlo commande la lecture bune valeur dans le dispositlf d'enregistrement et sa transmission par une porte 12 de type ET å un additionneur 13. Les différentes valeurs de Ri2 se trouvent totalisées dans l'additionneur 13 à l'issue de l'émission des dix signaux bl/10. La valeur obtenue Ri2 est transmise å un circuit 14 diviseur par 10. Par ailleurs, le dixième signal blO commande la réception dans un circuit 15 diviseur par dix, du contenu de l'additionneur 11 et la division de ce contenu par dix. Le circuit 15 continent alors une valeur de résistance moyenne R et transmet cette valeur å un circuit élévateur au carré 16. Le circuit séquentiel 1 fournit ensuite successivement les signaux bil, bl2 et b13. Le signal bil commande le fonctionnement du circuit élévateur au carré 16 qui élève au carré la valeur R reçue et fournit le résultat R2 à un circuit soustracteur 17. Par ailleurs, le signal bli commande le fonctionnement du circuit diviseur 14 qui divlse la valeur z par dix et présente le résultat au circuit soustracteur 17. Le signal b12 commende le fonctionnement du circuit soustracteur 17 qui fournit, sur une sortie, vers un circuit 18 extracteur de racine carré, la valeur de Le signal b13 commande le fonctionnement du circuit 18 qui fournît sur une sortie S vers des circuits utilisateurs une valeur de dispersion de résistance de contact. II est 8 noter que l'exemple de réalisation de l'invention donne une valeur de dispersion représentée par la formule: qui est équivalente å la formule: Mais il est blen évident ou'une autre forme de réalisation pourrait mettre en application cette dernlhre formule sans sortir pour autant du cadre de l'invention. L'expérience a montre qu'il existe une corrélation entre le stabilité de la résistance de contact et la valeur de cette résistance. En effet, un relais dont la résistance des contacts augmente présente une instabilité de plus an plus grande, et a terme, ne permettre plus d'établir des contacta. Dans ces conditions, le procédé et le système de l'invention trouvent parfaitement leur justification pour la mesure de la qualité de contacts de relais. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la qualité d'au moins un contact électrique (W1), caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes: - cycle d'un nombre détermine (n) de fermetures-ouvertures de chaque contact (Wl);; - é chaque fermeture du cycle précédent de circulation dans le contact (W1) bun premier courant d'intensité (Il) déterminée puis d'un deuxième courent (12) de valeur différente - A chaque fermeture précédente du contact (WJ) et pour chaque valeur de courant, mesure de la valeur de la tension aux bornes du contact (W1) et mesure de l'intensité du courant circulent dans le contact:: - pour chaque fermeture du contact (Wl), enregistrement d'une valeur de résistance (Ri) correspondant au rapport de le différence des valeurs de tension sur la différence d'intensités de courant; - au terme du cycle de fermetures-ouvertures du contact W1, calcul de la moyenne des n valeurs de résistances du contact (Wl); - et calcul des valeurs de dispersion de le résistance de contact (W1) b partir des différentes valeurs de résistance et de le valeur moyenne précédente. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs cycles de fermetures-ouvertures du contact W1, les intensités des courants (ll et 12) étant modifiées à chaque cycle. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les Intensités des courants (11, 12) déterminées pour chaque cycle de fermetures-ouvertures sont de signes contraires et de meme valeur absolue. 4. Système de mesure de le qualité d'au moins un contact électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant: un relais (W) commandant un contact (W1), un circuit J5alimentation (2) du relais, connecté aux bornes du relais (W), un circuit d'alimentation (3) de contact connecté aux bornes du contact (Wj), un appareil de mesure de tension (5) connecté aux bornes du contact (il), un appareil de mesure d'intensité (4) connecté en série avec le contact (W1) et son circuit d'alimentation (3), caractérisé en ce qu'il comporte:: - un circuit Inverseur d'alimentation (A, Al, A2) connectant le circuit d'alimentation (3) de contact aux bornes du contact (W1) selon un premier ou un deuxième sens d'alimentation:: - un circuit de calcul de résistance (6) recevant les résultats de mesures d'intensités et de tension et fournissant un signai de valeur de résistance t - un dispositif d'enreqistrement (7) enregistrant un nombre déterminé (n) de valeurs de résistances; - des circuits de traitement (20, 21) permettant de calculer, å partir des différentes valeurs de résistances et de leur valeur moyenne, une valeur de dispersion de résistance de contact;; - un circuit séquentiel (1) fournissant un nombre déterminé (n) de sIgnaux de commande d'alimentation au circuit d'alimentation (2) du relais (W) provoquant ainsi un cycle de fermetures-owertures du contact (Wl), des signaux de commande d'intensité (Cl) au circuit d'alimentation (3) de contact fixant ainsi une Intensité de courant d'alimentation, des signaux de commande (CC) d'inversion au circuit inverseur (A, Al, A2), des signaux de commande de traitement au circuit de traitement, un signal de commande d'intensité (Cl) étant fourni durant une fermeture du contact (W1) et déterminant un premier temps d'alimentation selon le premier sens dtalimen- tation, un signal de commande d'inversion (CC) étant également fourni durant une fermeture du contact (W1) a la suite du signal de commande d'intensité (CI) et déterminant un deuxième temps d'alimentation selon un deuxième sens d'alimentation, les signaux de commande de traitement étant fournis à la suite du nombre déterminé de signaux de commande disllmente- tlon. 5. Système de mesure de la qualité d'au moins un contact électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que, durant une fermeture de contact (il), chaque signal de commande d'intensité (Cl) est fourni après un temps correspondant aux rebondissements éventuels du contact, de telle sorte que les mesures d'intensité et de tension (4, 5) ne solent pas perturbées par les phénomhnes de rebondissement. 6. Système de mesure de le qualité d'un ou plusieurs contacts selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de calcul de résistance (6) et le dispositif oenreglstrement- fonctionnent b chaque fermeture du contact (W1) et le circuit de traitement fonctionne 3 l'issue du nombre déterminé de signaux de commande d'alimentation déterminant les ouvertures-fermetures du contact (W1).