Brevet FR2630548A1 — publié le 19891027

DISPOSITIF DE MESURE DE RESISTANCE ELECTRIQUE La présente invention est relative aux instruments à alimentation autonome destinés à la mesure rapide et au test de résistances de moyennes ou faibles valeurs et concerne notamment un dispositif électronique permettant la mesure d'une résistance électrique lorsqu'elle est inférieure. à une valeur déterminée. Un tel dispositif trouve en particulier une application en tant que premier étage des testeurs de câblage destinés à contrôler la continuité des liaisons d'un circuit électrique ou électronique. On sait qu'il est généralement nécessaire dans ce type d'application de limiter la tension maximale en circuit ouvert entre les bornes d'entrée de l'appareil de test à une valeur très faible pour, d'une part éviter toute détérioration des composantes électroniques inclus dans le circuit constituant la résistance à tester et, d'autre part, empêcher les erreurs de contrôle dues à la conduction parasite de jonctions semi-conductrices pouvant être incluses dans le circuit à tester. Cette condition exclut notamment l'utilisation des ohmmètres conventionnels pour réaliser de tels tests de continuité. En outre, sur des appareils à alimentation autonome, la durée de vie limitée de la pile impose de ne maintenir l appareil sous tension que pendant la durée du test ou de la mesure, sous peine de voir l'autonomie de 11 appareil inutilement réduite. La présente invention a pour objet un dispositif rençolissant les conditions décrites ci-dessus. Selon l'invention, le dispositif pour la mesure d'une résistance électrique dès qu'elle est inférieure à une valeur déterminée est caractérisé en ce qu'il est constitué -d'un premier circuit comprenant une première source continue constante V1 dont la première borne est reliée à la masse générale du montage, et la deuxième borne à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur Çpérationnel la sortie de cet amplificateur étant connectée à la masse par l'interme- diaire d'une branche comprenant en série et dans l'ordre, une diode dont le sens de jonction dépend de la polarité choisie à titre de masse, une première résistance, une deuxième résistance de valeur très petite par rapport à celle de la première résistance, et les deux bornes entrée du dispositif; l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel étant reliée au point de jonction des première et deuxième résistances ; le point commun entre la diode et la première résistance constituant la borne de sortie du dispositif, et -d'un deuxième circuit comprenant une deuxième source de tension continue constante V2 délivrant une tension de valeur supérieure à celle de la tension de la première source VI, dont la borne de même polarité que la première borne de la première source de tension VI est reliée à la masse et dont l'autre borne est reliée au point de jonction des première et deuxième résistances du premier circuit par l'intermédiaïre d'une branche canprenant en série et dans l'ordre un circuit détecteur de courant et une troisième résistance de valeur grande par rapport à celle de la deuxième résistance ; et un interrupteur électronique relié à la source d'alimentation générale du dispositif, à la borne d'alimentation de l'amplificateur ainsi qu'au circuit détecteur de courant. La présente invention, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci, seront mieux compris à la lumière de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation donné à titre non limitatif, et du dessin annexé sur lequel - la Figure 1 représente schématiquement le montage électrique d'un dispositif selon l'invention, - la Figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation du mon- tage selon la Figure 1. En référence maintenant à la Figure 1 on a choisi de représenter à titre d'exemple un montage pour lequel la masse est constituée par le pôle négatif de la source 10 d'alimentation générale du dispositif. te dispositif comprend deux circuits Le premier circuit a pour fonction de mesurer la valeur d'une résistance. Il est constitué d'une première source continue constante V1 dont la première borne est reliée à la masse générale du montage et dont la deuxième borne est reliée à l'entrée non-inverseuse d'un amplificateur opérationnel 5. La sortie de l'amplificateur 5 est reliée à la masse par l'intermédiaire, en série et dans l'ordre, d'une diode 6, d'une première résistance 1, d'une deuxième résistance 2 et des deux bornes d'entrée 12 du dispositif. te sens de jonction de la diode 6 dépend de la polarité choisie à titre de masse. Dans l'exemple représenté sur la Figure 1, la masse étant constituée par le pôle négatif de la source d'alimentation 10, c'est l'anode de la diode 6 qui est reliée à la sortie de.l'amplificateur 5. Dans le cas oi la masse serait constituée par le pôle positif de la source d'alimentation 10, la cathode de la diode 6 serait reliée à la sortie de l'amplificateur 5. La valeur de la deuxième résistance est choisie très petite par rapport à celle de la première. L'entrée inverseuse de l'amplificateur 5 est reliée au point de jonction A des première et deuxième résistance 1,2. te point commun entre la diode 6 et la première résistance 1 constitue la borne de sortie S du dispositif. te deuxième circuit a pour objet de commuter automatiquement la source d'alimentation, en fonction de la valeur de la résistance connectée aux bornes d'entrée 12 du dispositi par rapport à une valeur déterminée. I1 comprend une deuxième source d; tension continue constante V2. Cette source délivre une tension de valeur supérieure à celle de la tension délivrée par la première source de tension V1. La borne de la deuxième source de tension V2 de meme polarité que la première borne de la première source de tension VI qui est reliée à la masse, est reliée à la masse générale du montage. L'autre borne de la deuxième source de tension V2 est reliée au point de jonction A des première et deuxième résistances 1,2 du premier circuit par l'intermédiaire d'un circuit détecteur de courant 8 et d'une troisième résistance 3. La.valeur de la troisième résistance est choisie grande par rapport à celle de la deuxième résistance 2. Le deuxième circuit comprend de plus un interrupteur électronique 9, relié à la source d'alimentation générale 10 du dispositif, à la borne d'alimentation de l'amplificateur 5 ainsi qu'au circuit détecteur de courant 8. La source d'alimentation générale 10 peut alimenter de plus les autres circuits de l'appareil incluant le dispositif selon l'invention, ces circuits servant par exemple à contrôler la continuité des liaisons d'un circuit électrique ou électronique. Dans ce cas, l'interrupteur électronique 9 est connecté de plus aux liaisons permettant l'alimentation de ces autres circuits. te fonctionnement du dispositif est le suivant. On prend corme hypothèse que l'interrupteur électronique 9 est initialement ouvert. Lorsque les bornes d'entrée 12 du dispositif sont en circuit ouvert, le courant débité par la source V2 est très voisin de zéro,la diode 6 est bloquée et empêche tout passage du courant vers la sortie de l'amplificateur 5. Le courant circulant dans le deuxième circuit étant peu différent de zéro, le détecteur de courant 8 ne transmet aucun signal à l'interrupteur électronique 9 qui reste ouvert. La source d'alimentation générale 10 ne débite donc aucun courant, l'amplificateur n'est pas alimenté. La tension entre les bornes d'entrée 12 du dispositif est égale à la tension délivrée par la source de tension V2 que l'on peut rendre aussi faible qu'on ie souhaite. Ainsi en circuit ouvert, le dispositif ne consomme pas de courant et ne réalise aucune mesure. Lorsque les bornes d'entrée 12 du dispositif sont connectées aux bornes d'une résistance 4, le courant 8 débité par la source V2, qui est fonction de la valeur des résistances 2,3, et 4, augmente. Le dispositif selon l'invention étant destiné å à permettre a mesure d'une résistance dès qu'elle est inférieure à une valeur déterminée, le détecteur de courant 8 et l'interrupteur électronique 9 sont tels que. le courant débité par la source V2 est suffisant pour assurer la fermeture de l'interrupteur 9 lorsque la valeur de la résistance 4 est inférieure ou égale à cette valeur déterminée. On se place à présent dans l'hypothèse ou' la valeur de la résistance 4 est inférieure à cette valeur déterminée, de telle sorte que l'interrupteur 9 est fermé et l'amplificateur 5 alimenté. Lorsque la valeur de la résistance 4 est telle que la tension au point de jonction A des première et deuxième résistances 1,2, due à la tension V2, est supérieure ou égale à la tension VI, la différence de tension entre les deux bornes d'entrée de l'amplificateur 5 est telle que la tension de sortie de l'amplificateur est nulle. La diode 6 reste bloquée. La tension de sortie du dispositif, au point S, est égale à celle au point A et indépendante de V1. La mesure de la valeur de la résistance 4 est donc impossible. Pour des valeurs de la résistance 4 plus faibles et telles que la tension au point A tend à devenir inférieure à V1, la tension de sortie de l'amplificateur 5 augmente de façon à ce que la tension e entre les deux bornes d'entrée de l'amplificateur soit pratiquement nulle. La tension au point A, demeure alors constante et égale à V1. La mesure de la résistance 4 est alors possible à partir de la valeur de la tension de sortie du dispositif au point S qui dépend des valeurs des tensions des première et deuxième sources de tension V1,V2 et des résistances 1,2,3, et 4. On peut noter que la valeur maximale de la résistance 4 pour laquelle, l'interrupteur 9 étant fermé, la mesure est possible, est fonction des valeurs des tensions délivrées par les première et deuxième sources de tension V1,V2 et des résistances 2 et 3. Lorsque la valeur de la résistance 4 connectée aux bornes d'entrée 12 du dispositif est inférieure à la valeur maximale pour laquelle la mesure est possible, plus la valeur de la résistance est faible, plus la valeur de la tension de sortie au point S est importante. En consequence, lors de la déconnexion d'une telle résistance et du fait du temps de réponse de l'amer plificateur 5, au moins une partie de la tension au point S est appliquée, pendant un court instant au point A. Une surtension apparaît donc entre les bornes d'entrée du dispositif.On peut donc prévoir de connecter, entre la borne de la première résistance 1 reliée au point A et la masse générale du dispositif, un condensateur 11, de façon à éliminer tout risque de sur tens ion. On peut notamment choisir un condensateur dont la capacité est de l'ordre de O,l. Comme le montre la Figure 2, sur laquelle les éléments communs avec la Figure 1 sont désignés par les mêmes références, la deuxième source de tension V2 et le circuit détecteur de courant 8 sont constitués par un régulateur de tension 20 de type série. La borne commune du régulateur 20 est reliée à la masse générale du monta- ge et sa borne de sortie à la résistance 3. L'interrupteur électronique est constitué par au moins un transistor 9. Sur la Figure 2, le transistor 9 est, à titre d'exemple, un transistor bipolaire, mais d'autres types de transistors peuvent être utilisés. Le collecteur du transistor 9 est connecté à la borne d'alimentation de l'amer plificateur 5 et la base est reliée à la borne d'entrée du régulateur 20. Une résistance 21 est connectée entre la base et l'émetteur du transistor, la borne d'entrée du régulateur 20 étant ainsi reliée à la source d'alimentation 10 par l'intermédiaire de la résistance 21. Lorsque les bornes d'entrée 12 du dispositif sont en circuit ouvert, le courant de sortie du régulateur 20 est voisin de zéro, le courant d'entrée du régulateur est donc aussi voisin de zéro. La différence de potentiel aux bornes de la résistance 21 est donc insuffisante pour que le transistor conduise. Le transistor 9 ne conduit pas et la source d'alimentation 10 n'alimente que le régulateur 20. Lorsque les bornes d'entrée 12 sont connectées aux bornes d'une résistance 4 inférieure à une valeur déterminée, le courant de sortie du régulateur 20 ainsi que son courant d'entrée sont plus élevés et la différence de potentiel aux bornes de la résistance 21 est suffisante pour que le transistor 9 conduise. L'amplificateur 5 étant alors alimenté, le fonctionnement du dispositif est identique à celui décrit précédemment dans cette hypothèse en référence à la Figure 1. On peut remarquer que lorsque l'on utilise un régulateur de tension, celui-ci est en permanence alimenté par la source d'alimentation générale 10. I1 est donc souhaitable que le courant délivré par le régulateur, lorsque les bornes d'entrée 12 du dispositif sont en circuit ouvert (courant de repos), soit le plus faible possible. D'autre part, comme expliqué précédermrent pour le montage selon la Figure 1, il est souhaitable qu'en circuit ouvert, la tension entre les bornes d'entrée 12 du dispositif, qui est égale à la tension délivrée par la deuxième source de tension V2,. soit le plus faible possible. Ces conditions sont remplies lorsque l'on utilise, pour le régulateur de tension 20, un générateur de type LM 334 fabriqué par National Semiconductor ou de type TDC 0134 fabriqué par ffi omson. La tension de sortie de ce générateur, entre sa borne de sortie (reliée à la résistance 3) et sa borne commane (reliée à la masse), est d'environ 64 m V et le courant de repos est de l'ordre de luA Dans ce cas, il faut prévoir une résistance 22 connectée entre la borne de sortie du générateur et la masse du montage dont la valeur est de 68 kit environ. D'autre part, l'utisation d'un tel générateur n'est possible que si la masse est constituée par le pôle négatif de la source d'alimentation. On constate que le dispositif selon l'invention permet de n'assurer l'alimentation des circuits de mesure de résistance que lorsque la résistance connectée à ses bornes d'entrée est inférieure à une valeur déterminée. I1 permet d'autre part de limiter la tension maximale entre ses bornes d'entrée, lorsque celles-ci sont en circuit ouvert, à une valeur suffisamr ment faible pour éviter toute détérioration ou erreur. Ainsi, le dispositif est en permanence disponible pour effectuer une mesure de la résistance connectée entre ces bornes d'entrée, dans les meilleures conditions d'économie et de sécurité pour le circuit incluant la résistance à mesurer. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la mesure d'une résistance électrique dès qu'elle est est inférieure à une valeur déterminée caractérisé en ce qu'il est consti tué : - d'un premier circuit comprenant une première source de tension continue constante (VL) dont la première borne est reliée à la masse générale du montage, et la deuxième borne à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel (5); la sortie de cet amplificateur étant connectée à la masse par l'intermédiaire d'une branche comprenant en série et dans l'or dre, une diode (6) dont le sens de jonction dépend de la polarité choisie à titre de masse, une première résistance (1), une deuxième résistance (2) de valeur très petite par rapport à celle de la première résistance et les deux bornes d'entrée (12) du dispositif; l'entrée inverseuse de l'amplifi cateur opérationnel étant reliée au point de jonction (A) des première et deuxième résistances (1,2); le point commun entre la diode et la première résistance constituant la borne de sortie du dispositif, et - d'un deuxième circuit comprenant une deuxième source de tension continue constante (V2) délivrant une tension de valeur supérieure à celle de la tension de la première source (vu), dont la borne de même polarité que la première borne de la première source de tension rVL) est reliée à la masse et dont 1' autre borne est reliée au point de jonction (A) des première et deuxième résistances (1,2) du premier circuit par l'intermédiaire d'une branche comprenant en série et dans l'ordre un circuit détecteur de cou rant (3) et une troisième résistance (3) de valeur grande par rapport à celle de la deuxième résistance (2); et un interrupteur électronique (9) relié à la source d'alimentation générale (13) du dispositif, à la borne d'alimentation de l'amplificateur (5) ainsi qu'au circuit détecteur de courant (8). 2 - Dispositif selon'la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque ladite première borne de la première source de tension (v') reliée à la masse générale du dispositif est le pôle négatif de ladite première source, l'anode de la diode (6) est reliée à la sortie de l'amplificateur (5). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque ladite première borne de la première source de tension (V1) reliée à la masse générale du dispositif est le pôle positif de ladite première source, la cathode de la diode (6) est reliée à la sortie de l'amplificateur (5). 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à.3 caractérisé en ce que la deuxième source de tension continue (V2) et le circuit détecteur de courant (8) sont constitués par un régulateur de tension (20) et en ce que l'interrupteur (9) est constitué par au groins un transistor, la borne d'entrée du régulateur (20) étant reliée à la base dudit transistor et la source d'alimentation (10) étant reliée à l'emetteur dudit transistor. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que qu'une résis tance (21) est connectée entre l'émetteur et la base dudit transistor. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu'un condensateur (11) est connecté entre le pointtA4et la masse.