Brevet FR2632415A1 — publié le 19891208

La présente invention concerne le domaine des capteurs potentiométriques de position. La présente invention trouve tout particulièrement, mais non exclusivement, application dans la réalisation d'un capteur de mesure de niveau et/ou de volume de carburant dans un réservoir de véhicule automobile. On a déjà proposé de nombreux dispositifs de mesure de niveau et/ou de volume de carburant dans un réservoir comprenant un support en matériau électriquement isolant muni d'au moins une piste de matériau électriquement résistant, et un flotteur muni d'au moins un curseur reposant sur la piste de matériau electriquement résistant pour définir en coopération avec celle-ci une résistance variable en fonction de la position du flotteur. On a en particulier pro-posé de réaliser le support en matériau électriquement isolant muni de la piste de matériau électriquement résistant selon la technique classique de réalisation de circuit imprimé consistant dans un premier temps à déposer une couche continue de matériau électriquement résistant sur une plaque support en matériau électriquement isolant, puis dans un second temps à conformer la piste précitée par sérigraphie. Cependant, les pistes résistives ainsi obtenues par la mise en oeuvre de cette technique classique présente une grande disparité de valeurs. En l'état actuel, les pistes résistives ainsi obtenues présentent des écarts d'impédance pouvant atteindre plus ou moins 20 95 par rapport à la valeur nominale recherchée. On a tenté d'ajuster la valeur de la résistance, après sérigraphie, par usinage au laser dans la masse du matériau électriquement résistant comme décrit par exemple dans les documents US-A-4 032 881 et US-A-3 821 845. Cette technique d'usinage au laser est cependant fort complexe. Elle exige la réalisation de bornes intermédiaires réparties sur la longueur de la piste. Elle exige surtout un système complexe de contrôle de la largeur du faisceau laser et de son déplacement puisque la variation de résistance obtenue par usinage dépend directement de la surface du matériau élimine. On connaît une autre technique d'ajustage de valeurs de résistances décrite dans le document US-A-4 134 096. Cette technique consiste à réaliser initialement une piste résistive principale et une piste résistive auxiliaire reliées par une pluralité de pontets conducteurs répartis sur leur longueur, puis à sectionner sélectivement certains des pontets pour régler la résistance obtenue. Cette technique est cependant longue et coûteuse du fait qu'elle exige au moins deux phases successives de dépôt du matériau résistant, d'une part, et du matériau conducteur formant les pontets, d'autre part, le plus souvent avec sérigraphie intermédiaire de la piste résistive. Par ailleurs, cette technique exige un contrôle précis du positionnement relatif piste de matériau résistant/ pontets conducteurs. Les deux techniques de réglage de résistance évoquées ci-dessus ne donnant pas totalement satisfaction, I'homme de l'art était jusqu'ici contraint fréquemment de régler la valeur des pistes résistives utilisées dans les capteurs potentiométriques de position pour véhicule automobile, en ajoutant sur le support isolant, et en parallèle de sections déterminées de ces pistes résistives, des résistances discrètes de valeurs choisies, comme évoqué dans les documents FR-A-2 55O 331 et FR-A-2 578 049. Cependant, cette dernière technique de réglage ne donne pas non plus entière satisfaction. Elle est longue et coûteuse car elle exige la mesure de la valeur d'impédance de la piste résistive, le choix de composants résistifs à ajouter, puis la soudure de ceux-ci. Elle exige également des stocks importants de composants résistifs à ajouter. De plus, dans la pratique, on constate que les composants résistifs disponibles sur le marché résistent en général fort mal à- un contact prolongé dans les carburants, en particulier dans le carburol dont l'utilisation tend à se généraliser (le carburol correspond à un mélange d'essence à base d'hydrocarbure et d'au moins un additif oxygéné tel que le peroxyde, le méthanol ou l'éthanol). On notera en particulier que dans le cadre de la mesure de niveau ou de volume de carburant, pour ne pas gêner le déplacement du flotteur, on est généralement contraint de placer les composants résistifs ajoutés en partie inférieure du dispositif de détection, ctest-à-dire dans le fond du réservoir. Les composants résistifs ajoutés sont par conséquent plongés dans les dépôts très corrosifs du carburant. La présente invention a pour but de proposer un nouveau capteur potentiométrique de position pour véhicule automobile dont la valeur puisse être réglée simplement et avec précision, tout en éliminant les inconvénients de la technique antérieure. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un capteur potentiométrique de position du type connu en soi comprenant un support en matériau électriquement isolant muni d'au moins une piste de matériau électriquement résistant et un organe mobile détecteur de position muni d'au moins un curseur reposant sur la piste de matériau électriquement résistant pour définir en coopération avec celle-ci une résistance variable en fonction de la position de l'organe mobile, caractérisé par le fait que la piste résistive est formée d'une ligne brisée continue en matériau électriquement résistant dont certains segments adjacents sont reliés par des shunts de même matériau susceptibles d'être sectionnés sélectivement pour régler la valeur de la résistance. Ainsi la présente invention n'exige pas le dépôt successif de différents matériaux comme requis par le document US-A-4 134 096. Selon l'invention une couche unique de matériau électriquement résistant est déposée sur le support isolant. De plus, la présente invention exige pas une précision extrême d'usinage comme requis par les documents US-A-4 032 881 et US-A-3 821 845. En effet, la surface et la localisation des coupes réalisées sur un shunt sélectionné ne conditionnent pas la valeur de la résistance finale. Dans le cadre de l'invention, il suffit qu'un shunt à éliminer soit totalement sectionné. La largeur de la coupe réalisée dans le shunt et la localisation de la coupe ne sont pas déterminants. Enfin, la présente invention n'exige pas l'adjonction ultérieure de composants résistifs discrets. De ce fait, le coût de fabrication des capteurs potentiométriques conformes a' la présente invention est plus faible que celui des capteurs obtenus selon l'enseignement des documents FR-A-2 550 331 et FR-A-2 578 049. De plus, leur fiabilité est améliorée. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure I représente une vue schématique en plan d'un support en matériau électriquement isolant muni d'une piste résistive conforme à la présente invention avant sectionnement de shunt, et - la figure 2 représente une vue du même dispositif après suppression de certains shunts sélectionnés. On aperçoit sur la figure I annexée une plaque 10 en matériau électriquement isolant revêtue d'une piste 20 en matériau électriquement résistant forme d'une ligne brisée continue. De préférence, cette ligne brisée est formée de segments rectilignes qui se coupent à angle droit. Le cas échéant, comme illustré sur les figures I et 2 annexées, la plaque 10 peut être pourvue en outre de plages isolées 30 et de pistes auxiliaires 40, pour des fonctions annexes comme décrit par exemple dans le document FR-A-2 578 049 précité. Le support 10 en matériau électriquement isolant peut être formé d'un substrat à base de verre epoxy, ou de papier phénolique et de fibres de verre, ou encore de polyacétal homo ou copolymère chargé ou non en fibres de verre comme préconisé dans la demande. de brevet français déposée le 8 juillet 1987 par la Demanderesse sous le numéro 87 09699. La piste résistive 20 peut être formée selon la technique classique de réalisation de circuit imprimé, ctest-à-dire dans un premier temps par dépôt d'une couche continue de matériau électriquement résistant sur le support 10 et dans un second temps par sérigraphie. Les plages isolées 30 et les pistes auxiliaires 40 peuvent être réalisées au cours de la même étape de sérigraphie. En variante on peut utiliser un substrat 10 en alumine ou verre et déposer la piste 20 par sérigraphie sur le substrat. Le matériau électriquement résistant composant la piste 20 est de préférence un alliage à base de cuivre et de nickel, par exemple à base de Constantan. La piste 20 comprend une série de segments rectilignes 21 qui s'étendent transversalement à la direction de déplacement du curseur, en regard du trajet de celui-ci. Lorsque le curseur est déplacé à translation, les segments rectilignes 21 précités sont de préference parallèles et équidistants, comme illustré à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 annexées. Sur ces figures, on a par ailleurs délimité entre les traits mixtes interrompus 50, 51 le trajet du curseur. Dans le cas où le curseur est déplacé à rotation les segments rectilignes 21 précités peuvent être soit parallèles et équidistants, soit orientés radialement par rapport au centre de rotation du curseur. Selon la représentation donnée sur les figures 1 et 2 annexées, les extrémités de certaines paires de segments rectilignes 21 adjacents sont reliées directement par des ailes 22 de même matériau orientées parallèlement à la direction de déplacement du curseur. Cependant, d'autres extrémités de certaines paires des segments rectilignes 21 sont reliées entre elles par des segments auxiliaires 23 formant une ligne brisée continue, comprenant à chaque fois deux éléments parallèles 23A, 23B. Les segments auxiliaires 23 sont prévus à l'extérieur du trajet (50-51) du curseur. Ces éléments 23A, 23B, sont reliés par une pluralité de shunts 24, réalisés dans le même matériau électriquement résistant. L'homme de l'art comprendra aisément que la suppression de certains sélectionnés des shunts 24 permet de régler la valeur de la résistance variable mesurée entre une extrémité de la piste résistive 20 et le curseur déplacé sur celle-ci. On a illustré schématiquement sur la figure 2 par des cercles référencés 60 la localisation de shunts 24 retirés pour régler la valeur de la résistance. La suppression d'un shunt 24 revient à insérer un élément résistif additionnel en série sur la piste résistive, ou encore à supprimer un élément résistif parallèle (shunt). Ces deux dispositions (adjonction d'un élément résistif en série ou suppression d'un élément résistif en parallèle) sont équivalentes au niveau de la modification du circuit résistif. Dans la mesure où le sectionnement d'un shunt 24 conduit à une augmentation de l'impédance de la piste résistive 20, I'homme de l'art comprendra aisément qu'il est souhaitable de réaliser par sérigraphie une piste résistive 20, qui avec la totalité des shunts 24 correspond théoriquement à la valeur nominale recherchée moins 20%, la suppression de l'ensemble des shunts 24 permettant d'élever la résistance d'environ 40%.Ainsi, si la valeur obtenue après sérigraphie est correcte aucun shunt 24 ne doit être sectionné. Si par contre, la valeur de la piste résistive 20 est trop faible, la valeur de la piste peut être corrigée par sectionnement sélectif des shunts 24. Le sectionnement sélectif des shunts 24 peut être réalisé par enlèvement de matière, par exemple par laser, par poinçonnage, par sablage, par meulage ou encore par perçage. Ce sectionnement est piloté par le résultat d'une comparaison entre la valeur effective de la piste résistive 20 et une valeur de référence. Le capteur potentiométrique de position conforme à la présente invention peut être formé d'un support 10 revêtu d'une piste résistive 20 sur une seule de ses faces. De préférence cependant le capteur potentiométrique de position conforme à la présente invention comprend un support 10 formé d'une plaque plane pourvue sur ses deux faces principales respectivement d'une piste résistive 20, le cas échéant identique, et un flotteur muni de deux curseurs reliés entre eux et venant en appui avec les deux pistes résistives précitées. La sortie du capteur potentiométrique est alors prise entre les bornes supérieures respectives des pistes résistives. Dans le cas où le support 10 est formé d'une plaque pourvue d'une piste résistive 20 sur ces deux faces principales, on doit veiller à ne pas détériorer laxiste prévue sur l'une des faces lorsque le sectionnement de shunt sur l'autre face est réalisé par perçage traversant. Le cas échéant, les pistes résistives peuvent être prévues symétriquement sur les deux faces principales du substrat de sorte que l'opération de perçage traversant sectionne simultanément des shunts symétriques prévus sur les deux faces. En variante le capteur potentiométrique de position conforme à la présente invention peut comprendre deux plaques séparées et adossées pourvues chacune d'une piste résistive, comme préconisé dans le document FR-A-2 578 049. On notera que dans le cadre de la présente invention l'ajustage de la résistance par sectionnement des shunts 24 peut être réalisé sur un panneau de grand format comprenant une pluralité de supports 10 juxtaposés, avant séparation de ceux-ci. La géométrie de la piste résistive 20 illustrée sur les figures 1 et 2 annexées n'est donné qu'à titre d'exemple non limitatif. La piste résistive 20 n'est d'ailleurs que partiellement représentée sur les figures I et 2 annexées. Sa géométrie ne sera pas décrite plus en détail par la suite. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. On notera de plus que la présente invention n'est pas limitée à la réalisation de capteur pour la mesure de niveau et/ou de volume de carburant. Elle peut par exemple trouver application dans la détection de position d'un papillon mobile de carburateur. REVENDICATIONS 1. Capteur potentiométrique de position en particulier pour la mesure de niveau et/ou de volume de carburant dans un réservoirde véhicule automobile, du type comprenant un support (10) en matériau électriquement isolant muni d'au moins une piste -(20) de matériau électriquement résistant et un organe mobile détecteur de position muni d'au moins un curseur reposant sur la piste de matériau électriquement résistant pour définir en coopération avec celle-ci une résistance variable en fonction de la position de l'organe mobile, caractérisé par le fait que la piste résistive (20) est formée d'une ligne brisée continue en matériau électriquement résistant dont certains segments adjacents (21) sont reliés par des shunts (24) de même matériau susceptibles d'être sectionnés sélectivement pour- régler la valeur de la résistance. 2. Capteur pptentiométrique de position selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la piste résistive comprend une série de segments rectilignes qui s'étendent transversalement à la direction de déplacement du curseur, en regard du trajet de celui-ci. 3. Capteur potentiométrique de position selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les segments rectilignes qui s'étendent transversalement à la direction de déplacement du curseur sont parallèles. 4. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les -extrémités de certaines paires au moins de segments rectilignes adjacents (21) s'étendant transversalement à la direction de déplacement du curseur sont reliées entre elles par des segments auxiliaires (23) formant une ligne brisée continue. 5. Capteur potentiométrique de position selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les shunts (24) sont prévus sur les segments auxiliaires (23). 6. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que les segments auxiliaires (23) sont prévus à l'extérieur du trajet de déplacement (50, 51) du curseur. 7. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la piste résistive (20) est formée de segments rectilignes qui se coupent à angle droit. 8. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les shunts (24) sont sectionnés par enlèvement de matière. 9. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications I à 8, caractérisé par le fait que le support isolant (10) est formé d'une plaque plane munie de pistes (20) en matériau électriquement résistant sur ses deux faces principales. 10. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications I à 9, caractérisé par le fait que le matériau électriquement résistant composant la piste (20) est formée d'un alliage de cuivre-nickel. 11. Capteur potentiométrique de position selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la piste résistive (20) est conformée par sérigraphie.