Brevet FR2679339A1 — publié le 19930122

- La présente invention concerne une méthode de mesure d'une résistance par évaluation de temps de charge d'un condensateur Une telle méthode peut être appliquée, par exemple, à la détermination par thermistance, à bord d'un véhicule automobile, de la température extérieure. Actuellement, et en référence aux figures 1 et 2, la méthode de mesure se déroule de la manière suivante. On commence par charger un condensateur Ci, à travers une résistance de référence Rref 2 en série, à partir d'un générateur de tension 3 Quand, au bout d'un temps Tref, la tension aux bornes du condensateur 1 a atteint une valeur prédéterminée Vi H, on laisse pendant un temps Tdec, le condensateur se décharger jusqu'à ce que sa tension redevienne égale à sa tension de départ Vo L. Puis on le recharge, non plus à travers la résistance 2, mais à travers la résistance Rx à mesurer 4, pendant un temps Tm jusquà ce que la tension à ses bornes redevienne égale à Vi H. Des mesures des temps de charge Tref et Tm on déduit la valeur de Rx Tref = k Rref C Tm = k Rx C k étant une constance dépendant des valeurs de Vi H et Vo L EL = Tm Rref Tref Rx = Tm Rref Tref -2 - Une telle méthode serait satisfaisante si la valeur de la résistance Rx à mesurer ainsi que celle de la résistance Rref étaient très grandes par rapport à l'impédance interne du générateur de mesure Ce n'est pas toujours le cas, car cette impédance interne peut varier Alors, la mesure de Rx serait entachée d'erreur. La présente invention vise donc à ne pas négliger l'impédance interne du générateur de tension de mesure tout en s'en affranchissant. La présente invention concerne une méthode de mesure de la valeur d'une résistance, dans laquelle, et successivement, par un générateur d'impédance variable, on charge une première fois un condensateur à travers une première résistance de référence pendant un temps qu'on mesure, on laisse le condensateur se décharger, on charge une deuxième fois le condensateur à travers la résistance à mesurer pendant un temps qu'on mesure, caractérisé par le fait que, pour s'affranchir de l'impédance interne du générateur, on charge une troisième fois le condensateur à travers une deuxième résistance de référence pendant un temps qu'on mesure et on tire la valeur de la résistance à mesurer des trois temps de charge, le condensateur n'étant chargé qu'une seule fois à travers la résistance à mesurer. Si dans la méthode de l'art antérieur, on s'affranchissait de la constante k par les mesures des deux temps de charge, une des deux charges étant effectuée à travers la résistance à mesurer, dans la méthode de l'invention, on s'affranchit non seulement de cette constante mais également de l'impédance interne du générateur On remarquera encore que c'est parce qu'on dispose de trois temps de charge dont un seul dépend de -3 - la valeur de la résistance à mesurer qu'on s'affranchit de l'impédance interne du générateur tout en pouvant calculer la valeur de la résistance à mesurer. Dans la mise en oeuvre préférée de la méthode de l'invention, la première charge s'effectue à travers la première résistance de référence et l'impédance interne du générateur, la deuxième charge, à travers la première résistance de référence, l'impédance interne du générateur et la résistance à mesurer et la troisième charge, à travers la première et la deuxième résistances de référence et l'impédance interne du générateur. Avantageusement, on charge le condensateur la première fois après une initialisation, consistant à le soumettre à un cycle de charge et décharge préalable. Dans ce cas, chaque charge du condensateur s'effectue entre une tension d'initialisation et une tension de seuil prédéterminée, dont la valeur n'a d'ailleurs pas d'importance. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une représentation schématique du système pour la mise en oeuvre de la méthode de mesure de l'art antérieur; la figure 2 est un diagramme temporel des charges et décharges du condensateur du système de mesure de la figure 1; 4 - la figure 3 est une représentation schématique du système pour la mise en oeuvre préférée de la méthode de mesure de l'invention et la figure 4 est un diagramme temporel des charges et décharges du condensateur du système de mesure de la figure 3. En référence à la figure 3, il va être décrit un dispositif de mesure d'une résistance Rx 6, à l'aide d'un générateur d'impédance variable 3, d'un condensateur 1, de capacité connue, de deux résistances de référence Rréf 1 5 et Rréf 2 7, de valeurs connues et d'un appareil de mesure, bien connu de l'homme de métier, de temps de charge et décharge du condensateur 1. Le générateur 3 peut être un microprocesseur ou un microcontrôleur, qui est un microprocesseur associé à des temporisateurs et à des convertisseurs analogique - numérique et à entrée sortie de commande La mesure s'effectue de préférence en numérique en raison de la nécessité de mesurer et de calculer des temps et d'effectuer des opérations, comme cela sera abordé ci- après. Les trois résistances 5, 6, 7 sont, par l'une de leurs bornes, reliées à trois sorties d'un même port de sortie du générateur 3 En série avec chacune de ces trois résistances se trouve donc la même impédance interne RON 8 du générateur 3 Les autres bornes des résistances 6 et 7 sont reliées à la borne de la résistance 5 reliée au générateur 3, l'autre borne de la résistance 5 étant reliée à l'une des bornes du condensateur 1 dont l'autre borne est reliée à la masse Le point de liaison entre la résistance 5 et le condensateur 1 est relié au -5 - générateur 3 par une double liaison 9 pour, d'une part, la charge et, d'autre part, la décharge d'initialisation du condensateur 1. En référence à la figure 4, on commence par initialiser le dispositif, pendant un temps Ti, en chargeant le condensateur depuis une tension d'initialisation donnée Vo L jusqu'à une tension de seuil Vi H donnée, puis en le déchargeant à Vo L. Après le cycle d'initialisation Ti, on soumet le condensateur 1 à trois autres cycles de charge et décharge, entre les tensions Vo L et Vi H: une première fois à travers les résistances Rref 1 et RON, avec un temps de charge Tref 1 qu'on mesure, une deuxième fois à travers les résistances Rrefl, Rx et RON en série, avec un temps de charge Tm qu'on mesure et une troisième fois à travers les résistances Rrefl, Rref 2 et RON en série, avec un temps de charge Tref 2 qu'on mesure. On remarquera que les portions de courbe de la figure 4 relative aux temps de charge du condensateur sont quasiment rectilignes pour correspondre à la partie de l'exponentielle de charge Le calcul de la valeur de Rx peut alors être effectué, en symbolisant Rref 1, Rref 2, Tref 1 et Tref 2 respectivement par R 1,R 2, T 1 et T 2. T 1 = k C(R 1 + RON) ( 1) Tm = k C(R 1 + Rx + RON) ( 2) T 2 = k C(R 1 + R 2 + RON) ( 3) Des relations ( 1) et ( 3), on tire -6- T 1 T 2 R 1 + RON R 1 + R 2 + RON T 1 R 1 + T 1 R 2 + TRON = T 2 R 1 + T 2 RON Ro N(T 1 T 2) = T 2 R 1 T 1 R 1 T 1 R 2 = R 1 (T 2 T 1) R 2 T 1 RON =R 2 T 1 T 2 T 1 R 1 Des relations ( 1) et ( 2), on tire T 1 Tm R 1 + RON R 1 + Rx + RON T 1 R 1 + T 1 Rx + T 1 RON = Tm R 1 + Tm RON T 1 Rx = Tm R 1 +(Tm T 1)RON T 1 R 1 Tm T 1 Rx = T 1 Tm T 1 R 1 + T 1 Tm T 1 = (R 1 + RON) T 1 En reportant dans la relation ( 5) la valeur de RON donnée par la relation ( 4), on obtient: Tm T 1 Rx = T 1 T 1 R 2 T 2 T 1 Tm T 1 Rx = R 2 T 2 T 1 ( 4) RON ( 5) -7 - En ayant soumis le condensateur à un troisième cycle de charge décharge, on a donc rendu la mesure plus précise par intégration de l'impédance interne du générateur, en particulier la résistance des transistors de commande dans le cas d'une génération de tension par microprocesseur ou microcontrôleur. -8 - REVENDICATIONS 1 Méthode de mesure de la valeur d'une résistance ( 6) dans laquelle, et successivement, par un générateur d'impédance variable ( 3), on charge une première fois un condensateur ( 1) à travers une première résistance de référence ( 5) pendant un temps qu'on mesure, on laisse le condensateur ( 1) se décharger, on charge une deuxième fois le condensateur ( 1) à travers la résistance à mesurer ( 6) pendant un temps qu'on mesure, caractérisé par le fait que, pour s'affranchir de l'impédance interne du générateur, on charge une troisième fois le condensateur ( 1) à travers une deuxième résistance de référence ( 7) pendant un temps qu'on mesure et on tire la valeur de la résistance à mesurer ( 6) des trois temps de charge, le condensateur ( 1) n'étant chargé qu'une seule fois à travers la résistance à mesurer ( 6). 2 Méthode selon la revendication 1, dans laquelle la première charge s'effectue à travers la première résistance de référence ( 5) et l'impédance interne ( 8) du générateur ( 3), la deuxième charge, à travers la première résistance de référence ( 5), l'impédance interne ( 8) du générateur et la résistance à mesurer ( 6) et la troisième charge, à travers la première ( 5) et la deuxième ( 7) résistances de référence et l'impédance interne ( 8) du générateur. 3 Méthode selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle on charge le condensateur ( 1) la première fois après une initialisation. -9 - 4 Méthode selon la revendication 3, dans laquelle chaque charge du condensateur ( 1) s'effectue entre une tension d'initialisation et une tension de seuil prédéterminée. Méthode selon l'une des revendications 1 à 4 qui est une méthode de mesure numérique.