Brevet FR2646907A1 — publié le 19901116

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mesure de niveau et/ou de volume de liquide dans un réservoir, du type comprenant un transmetteur résistif de niveau, dont la résistance varie en fonction du niveau de liquide, et un appareil indicateur, par exemple de type logométrique, qui délivre une indication fonction de la résistance du transmetteur. L'invention s'applique notamment à la mesure du niveau et/ou volume de carburant dans les réservoirs de véhicules automobiles. De nombreux transmetteurs résistifs de niveau ont déjà été proposés. Leur structure ne sera donc pas décrite par la suite. Les appareils indicateurs de type logométrique comprennent généralement deux bobines croisées à 90 , un axe guidé à rotation, un aimant, solidaire de l'axe, placé à l'intérieur des bobines et une aiguille indicatrice externe aux bobines et solidaire de l'axe. Le plus souvent, les logomètres comprennent également une coupelle fixe contenant un liquide d'amortissement, dans lequel baigne l'aimant, et un spiral -de rappel solidaire de l'axe. Chacune des bobines génère un champ magnétique proportionnel au courant qui la traverse. L'aimant se positionne selon la résultante de ces champs. La figure I annexée représente un dispositif de mesure classique. On aperçoit sur cette figure 1 une résistance variable T formant transmetteur de niveau et un appareil indicateur Re de type logométrique, composé de deux bobines B1 et B2. Les deux bobines B1 et B2 sont reliées en série entre l'entrée E de l'appareil indicateur et la masse. Le transmetteur T est lui-même relié entre la masse et l'entrée E de l'appareil indicateur. Des moyens d'alimentation continue Al sont connectés aux bornes de la bobine 132. Le transmetteur résistif de niveau T présente typiquement une résistance qui varie entre 3 ohms pour un réservoir plein et 280 ohms pour un réservoir vide. Par ailleurs, les indications de l'appareil Re doivent généralement être amorties. Cet amortissement peut être réalisé mécaniquement au niveau du transmetteur. Le plus souvent cet amortissement est cependant réalisé électroniquement au niveau du récepteur Re, grâce à un circuit de traitement Tr interposé entre le transmetteur T et l'appareil Indicateur Re, comme représenté sur la figue 2 annexée. Le circuit de traitement Tr comprend essentiellement une cellule RC, de constante de temps comprise par exemple entre 30 sec et 6mn. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les dispositifs de mesure de niveau existants en améliorant leur fiabilité ; plus précisément la présente invention propose des moyens permettant de détecter une défaillance éventuelle de la chaîne de mesure. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un dispositif de mesure de niveau et/ou de volume de liquide dans un réservoir du type comprenant un transmetteur résistif de niveau, dont la résistance varie en fonction du niveau de liquide, et un appareil indicateur qui délivre une indication fonction de la résistance du transmetteur, caractérisé par le fait que une résistance fixe est reliée en série de la résistance variable entre la sortie du transmetteur résistif de niveau et la masse, des moyens comparateurs de tension recevant au moins une tension de référence sont reliés à un point situé entre la sortie du transmetteur et l'entrée de l'appareil indicateur et des moyens indicateurs de défaillance sont connectés à la sortie des moyens comparateurs. De préférence les moyens comparateurs de tension sont reliés à la sortie du transmetteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, il est prévu en outre des moyens auxiliaires comparateurs de tension, recevant au moins une tension auxiliaire de référence, reliés à la sortie dtun circuit de traitement interposé entre le transmetteur et l'appareil indicateur, et des moyens indicateurs de défaillance connectés à la sortie des moyens auxiliaires comparateurs. De préférence, les moyens indicateurs de défaillance sont communs aux différents moyens comparateurs. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexées, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels : - les figures 1 et 2, précédemment décrites, illustrent l'état de la technlque. - la figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif conforme à la présente invention, et - la figure 4 représente une vue détaillée d'un dispositif de mesure conforme à la présente invention. On aperçoit sur la figure 3 un dispositif de mesure conforme à la présente invention qui comprend pour l'essentiel : un transmetteur résistif de niveau T, un circuit de traitement Tr, un appareil indicateur de type logométrique Re, des moyens d'alimentation Al, des moyens comparateurs principaux 20, et des moyens comparateurs auxiliaires 60. Selon la figure 3, le transmetteur résistif de niveau T comprend, en série entre la masse et la sortie 10 du transmetteur, une résistance Rl I variable en fonction du niveau de liquide, et une résistance fixe R12. Il est prévu de plus une résistance fixe R13 entre la sortie 10 du transmetteur et une borne d'alimentation positive +VREG. Le circuit de traitement Tr relie la sortie 10 du transmetteur T à l'entrée E de l'appareil indicateur Re ; Celui-ci étant formé de deux bobines B1 et B2 associées aux moyens d'alimentation AI comme décrit précédemment au regard des figures 1 et 2. Les moyens comparateurs principaux 20 comparent la tension à la sortie 10 du transmetteur T avec au moins une tension de référence Ref 1 représentative d'une défaillance du système, c'est-à-dire une tension de référence Ref I que la sortie du transmetteur T ne doit pas atteindre en fonctionnement normal. De même les moyens comparateurs auxiliaires 60 comparent la tension à l'entrée E de l'appareil indicateur Re (soit à la sortie du circuit de traitement Tr) avec au moins une tension de référence Ref 2 représentative d'une défaillance du système. Les sorties des moyens comparateurs principaux 20 et auxiliaires 60 sont reliées à des moyens communs indicateurs de défaillance 90, telle qu'une lampe, de sorte que ces moyens 90 soient alimentés lorsqu'une défaillance est détectée soit à la sortie 10 du transmetteur, soit à l'entrée E de l'appareil indicateur Re. On va maintenant décrire le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 4 annexée. On retrouve sur cette figure 4 une résistance fixe R12 reliée en série de la résistance variable Rîl entre la sortie 10 du transmetteur et la masse, ainsi que la résistance fixe R13 reliée entre la sortie 10 du transmetteur T et la borne d'alimentation continue régulée +VREG. Cette tension régulée +VREG est obtenue à partir de la tension- de batterie du véhicule + BAT, à l'aide des moyens référencés 100 sur la figure 4 (diode D 101, condensateurs C102, C104 et C 106, résistance R103, diode Zener Z105 et transistor T107). De tels moyens de régulation 100 connus en eux-mêmes ne seront pas décrits plus en détail par la suite. De préférence un condensateur de filtrage C14 est relié entre la sortie 10 du transmetteur T et la masse. Selon la représentation donnez sur la figure 4, le circuit de traitement interposé entre la sortie 10 du transmetteur T et l'entrée E de l'appareil indicateur Re, comprend une cellule RC30, des moyens d'inhibition temporisés 40, et des moyens amplificateurs de tension et de courant 50. La cellule RC30 comprend une résistance R31 reliée entre la sortie 10 du transmetteur et l'entrée 51 des moyens amplificateurs 50, ainsi qu'un condensateur C32 connecté entre cette entrée 51 et la masse. Cette cellule RC30 formant intégrateur peut présenter une constante de temps de l'ordre de 30 sec à 6mn, comme indiqué précédemment. Les moyens 40 ont pour fonction d'inhiber la cellule RC30, à la mise sous tension, pour permettre à l'aiguille de l'appareil indicateur d'atteindre rapidement sa position. Pour l'essentiel les moyens 40 comprennent un transistor NPN T41 dont le trajet de conduction principal émetteur-collecteur est relié aux bornes de la résistance R31 et une temporisation qui commande la base du transistor T41, de sorte que celui-ci soit conducteur, et court-circuite la résistance R31, pendant un temps déterminé immédiatement consécutif à la mise sous tension du dispositif. Le temps déterminé d'inhibition peut être compris par exemple entre 5 et 30 secondes. La temporisation précitée est formée selon la figure 4 à l'aide de résistances R42, R43, d'un condensateur C46, d'une diode D44, d'une diode Zener 245 et d'un transistor NPN T47. Une telle temporisation peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Pour cette raison, la temporisation représentée sur la figure 4 ne sera pas décrite plus en détail par la suite. Les moyens amplificateurs de tension et de courant 50 comprennent un amplificateur opérationnel OP52, un transistor T53 et des résistances R54, R55, R56 et R57. L'entrée inverseuse de OPS1 est reliée à l'entrée 51 des moyens 50. Sa sortie est reliée à la base du transistor T53 par l'intermédiaire de R54. L'émetteur de celui-ci est connecté à la masse. Le collecteur de T53 est relié à l'entrée de l'appareil indicateur Re (bobine bol). Le collecteur de T53 est rebouclé sur l'entrée non-inverseuse de OP52 par une résistance R55. La même entrée non inverseuse de OP52 est reliée à la masse par une résistance R56. Le collecteur de T53 est par ailleurs relié à +VREG par la résistance R57. Le gain en tension des moyens 50 est défini par les resistances R55 et R56. De préférence ces résistances R55 et R56 sont de valeurs identiques pour définir un gain en tension de 2. Le cas échéant un condensateur C58 de faible valeur (lpF par exemple) peut être relié entre la sortie des moyens 50 (collecteur de T53) et la masse. En fonctionnement normal la tension sur la sortie 10 du transmetteur évolue entre U0 et U1 avec uo Les moyens de comparaison principaux 20 ont pour fonction de comparer la tension sur la sortie 10 du transmetteur T avec une tension de référence Ref 1. La tension de référence Ref 1 est comprise entre 0 Volt et UO. Les moyens 20 comprennent un amplificateur opérationnel OP21, et des résistances R22, R23, R24, R25. L'entrée inverseuse de OP21 est reliée à la sortie 10 du transmetteur T. Sa sortie est rebouclée sur son entrée non-inverseuse par une résistance R22. La même entrée non-inverseuse de OP21 reçoit le potentiel de référence Ref I. Ce potentiel de référence est défini par les résistances R23 et R24 reliées en série entre la masse et +VREG. La sortie de OP 21 attaque, par l'intermédiaire d'une résistance R 25, un circuit de sortie 80 qui sera décrit plus en détail par la suite. Le cas échéant on peut prévoir, en parallèle du comparateur 20, un comparateur 20 bis qui compare la tension sur la sortie 10 du transmetteur avec un tension Ref Ibis qui est supérieure à U1. Le gain en tension de l'étage 50 étant égale à 2, en fonctionnement normal, la tension sur la sortie de l'étage 50 évolue entre U20 et U21 avec U20 = 2UO et U21 = 2U1. Les moyens de comparaison auxiliaires 60 ont pour fonction de comparer la tension sur la sortie de l'étage amplificateur 50 (entrée de l'appareil Re) avec une tension de référence Ref 2. La tension de référence Ref 2 est comprise entre U2l et +VREG. Les moyens 60 comprennent un amplificateur opérationnel OP61 et des résistances R62, R63, R64, R65 et R66. L'entrée non-inverseuse de OP61 est reliée à la sortie de l'étage 50 par une résistance R62. La sortie OP61 est rebouclée sur son entrée non-inverseuse par la résistance R63. L'entrée inverseuse de OP61 reçoit la tension de référence Ref 2. Celle-ci est définie par les résistances R64 et R65 reliées en série entre la masse et +VREG. La sortie de OP61 attaque par l'intermédiaire de la résistance R66 le circuit de sortie 80. Il est prévu en outre des moyens comparateurs auxiliaires 75 qui ont pour fonction de comparer la tension sur la sortie de l'étage amplificateur 50 avec une tension de référence Ref 2bis. La tension de référence Ref 2bis est comprise entre 0 Volt et U20. Les moyens 70 comprennent un amplificateur opérationnel OP71 et des résistances R72, R73, R74 et R75. L'entrée inverseuse de OP71 est reliée à la sortie de l'étage 50. Sa sortie est rebouclée sur son entrée non-inverseuse par une résistance R72. La même entrée non-inverseuse de OP71 reçoit le potentiel de référence Ref 2bis. Le potentiel de référence Ref 2bis est défini par les résistances R73 et R74 reliées en série entre la masse et +VREG. La sortie de OP71 attaque, par l'intermédiaire de la résistance R75, le circuit de sortie 80. Le circuit de sortie 80 comprend trois transistors NPN T81, T82, T83, deux résistances R84, R85 et une diode D86. Le transistor T81 a sa base reliée aux résistances R25, R66 et R75, son émetteur relié à la masse et son collecteur relié, par l'intermédiaire de la résistance R84, à +VREG. Le transistor T82 a sa base reliée au collecteur T 81, son émetteur relié à la masse et son collecteur relié, par l'intermédiaire de la résistance R85, à +VREG. Le transistor T83 a sa base reliée au collecteur de T82, son émetteur relié à la masse et son collecteur relié à la cathode de la diode D86. La lampe 90 est reliée entre l'anode de la diode D86 et +VREG. En fonctionnement normal, la tension sur la sortie 10 du transmetteur T évolue, en fonction du niveau de liquide, entre UO et Ul, tandis que la tension sur l'entrée E de l'appareil indicateur Re évolue entre U20 = 2UG et U21 = 2U1 ; les sorties de OP21, OP61 et OP71 sont donc au niveau bas, en fonctionnement normal du système. Les transistors T81 et T83 sont bloqués. La lampe 90 n'est pas alimentée. En revanche, si la tension sur la sortie 10 du transmetteur T n'est plus comprise entre U0 et U1, et/ou la tension sur l'entrée E de l'appareil Indicateur Re n'est plus comprise entre U20 et U21 (par exemple en raison d'une liaison accidentelle de la sortie 10 du transmetteur ou de l'entrée E de l'appareil indicateur Re avec la masse, ou encore en raison d'une coupure de la liaison de sortie du transmetteur ou d'entrée de l'appareil Indicateur), I'une ou moins des sorties OP21, OP61 et OP71 passe au niveau haut, les transistors T81 et T83 sont rendus conducteurs et la lampe 90 est alimentée pour visualiser une défaillance. On notera que les moyens comparateurs 60 et la lampe 90 peuvent également être utilisés pour visualiser un niveau minimal de réserve dans le réservoir. A titre d'exemple non limitatif, les différents composants du circuit représenté sur la fitgure 4 peuvent prendre les valeurs suivantes R11 : 3 à 280 ohms R12 : 21 ohms R13 : 383 ohms C14 : 22 nF R31 : 600 Kohms C32 : 220 R54 : 10 Kohms R55 : 50 Kohms- R56 : 50 Kohms C58 : I R42 : 500 Kohms C46 : 47 Z45 : 3,9 v R43 : 40 Kohms R62 : 4,6 Kohms R63 : 100 Kohms R64 : 31,6 Kohms R65 : 100 Kohms R66 : 4,7 Kohms R84 : 10 Kohms R85 : I Kohms Bien entendu la présente n'est pas limitée au mode de réalisation paritculier qui vient d'être décrit -mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. On notera que dans le cas où la tension à la sortie 10 du transmetteur T est supérieure à Ul et/ou la tension à l'entrée E de l'appareil indicateur Re est supérieure à U21, L'appareil indicateur indique un niveau de liquide maximum alors que la lampe 9G est alimentée. Ces deux informations sont "contradictoires" si la lampe 90 sert également de tension d'alerte de niveau minimum. La défaillance est alors représentée par la lampe 90 qui doit être considérée comme prioritaire. Pour mieux distinguer la visualisation d'une défaillance, de l'indication d'un seuil minimal de liquide, on peut prévoir des moyens d'alimentation intermittente ou de "clignotement" entre la sortie des moyens comparateurs 20, 80 et la lampe 90. La défaillance peut être indiquée par d'autres moyens qu'une lampe, par exemple par des moyens de synthèse de parole. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de niveau et/ou de volume de liquide dans un réservoir, du type comprenant un transmetteur résistif de niveau -(T), dont la résistance varie en fonction du niveau de liquide, et un appareil indicateur (Re) qui délivre une indication fonction de la résistance du transmetteur, caractérisé par le fait qu'une résistance fixe (R12) est reliée en série de la résistance variable (Rll) entre la sortie (10) du transmetteur résistif de niveau (T) et la masse, des moyens comparateurs de tension (20,60, 70) recevant au moins une tension de référence (Ref I, Ref 2) sont reliés à un point situé entre la sortie (10) du transmetteur (T) et l'entrée (E) de l'appareil indicateur (Re) et des moyens indicateurs de défaillance (90) sont connectés à la sortie des moyens comparateurs (20, 60, 70). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens comparateurs de tension (20) sont reliés à la sortie (10) du transmetteur (T). 3. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens auxiliaires comparateurs de tension (6ru, 70) recevant au moins une tension auxiliaire de référence (Ref 2), reliés à la sortie du circuit de traitement (Tr) interposé entre le transmetteur (T) et l'appareil indicateur (Re), et des moyens indicateurs de défaillance (90) connectés à la sortie des moyens auxiliaires comparateurs (60, 70). 4. Dispositif de mesure selon les revendications 1 à 3 prises en combinaison caractérisé par le fait que les moyens indicateurs de défaillance (90) sont communs aux différents comparateurs (20, 60, 70). 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (20) qui comparent la tension à la sortie (10) du transmetteur (T) à une tension de référence (Ref 1) comprise entre OVolt et UO, UO représentant la tension minimale en fonctionnement normal. 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications I à 5 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (20bis) qui comparent la tension à la sortie (10) du transmetteur (T) à une tension de référence (Ref Ibis) supérieure à la tension maximale U1 en fonctionnement normal. 7. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (70) qui comparent la tension à l'entrée de l'appareil indicateur (Re) à une tension de référence (Ref 2bis) comprise entre OVolt et la tension minimale U20 en fonctionnement normal. 8. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (60) qui comparent la tension à l'entrée (E) de l'appareil indicateur (Re) à une tension de référence (Ref 2) supérieure à la tension maximale U21 en fonctionnement normal. 9. Dispositif de mesure selon l'une des revendications I à 8 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de traitement (Tr) comportant une cellule RC (R31, C32) entre la Sortie du transmetteur (T) et l'entrée (10) de l'appareil indicateur (Re). 10. Dispositif de mesure selon la revendication 9 caractérisé par le fait que les moyens de traitement comprennent en outre des moyens (4tel) conçus pour inhiber la cellule RC (30), pendant un temps déterminé consécutif à la mise sous tension. il. Dispositif de mesure selon la revendication 10 caractérisé par le fait que les moyens de traitement (Tr) comprennent un transistor (T41) dont le trajet de conduction principal, émetteur-collecteur, est relié aux bornes de la résistance (R31) de la cellule RC et une temporisation qui commande la base du transistor (T41), de sorte que celui-ci soit conducteur et court-circuite ladite résistance (R31) pendant un temps déterminé immédiatement consécutif à la mise sous tension du dispositif. 12. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à Il caractérisé par le fait que les moyens de traitement (Tr) comprennent un étage de gain en tension et en courant intercalés entre le transmetteur (T) et l'appareil indicateur (Re). 13. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé par le fait que les moyens comparateurs (20, 60, 7O) comprennent un amplificateur opérationnel. 14. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que l'un des moyens comparateurs (60) et les moyens indicateurs de défaillance (90) sont utilisés pour visualiser un niveau minimal de réserve dans les réservoirs. 15. Dispositif de mesure selon l'une des revendications I à 14 caractérisé par le fait qu'il comprend de plus une résistance fixe (R13) connectée entre la sortie du transmetteur (T) et la borne d'alimentation positive du système. 16. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que lorsque l'appareil indicateur (Re) et les moyens indicateurs de défaillance (90) délivrent des informations contradictoires, les moyens indicateurs de défaillance (90) sont prioritaires. 17. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que des moyens d'alimentation intermittente sont intercalés entre la sortie des moyens comparateurs (20, 70) et les moyens indicateurs de défaillance (90). 18. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé par le fait que les moyens indicateurs de défaillance (90) comprennent une lampe. 19. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé par le fait que les moyens de défaillance comprennent des moyens de synthèse de parole.