Brevet FR2705788A1 — publié le 19941202

Unité de mesure et de conversion La présente invention concerne une unité de mesure et de conversion. On connaît des unités de mesure comprenant un capteur apte à mesurer une grandeur variable dans le temps, un circuit d'élaboration de signaux associé à un tel capteur, et un dispositif de visualisation (analogique ou numérique) apte à représenter un nombre qui exprime la valeur, exprimée par une unité de mesure prédéterminée, de la grandeur mesurée par le capteur. De nombreux capteurs utilisés dans les unités de mesure connues présentent des caractéristiques de transfert qui sont fortement non linéaires; pour cette raison, les circuits d'élaboration de l'unité de type connu sont munis de circuits internes de compensation (par exemple du type analogique) aptes à rendre linéaire la caractéristique du capteur. Les circuits de compensation sont cependant extrêmement compliqués et assez coûteux. Le but de la présente invention est de réaliser une unité de mesure qui permette d'obtenir d'une façon très simple et efficace la compensation de la caractéristique du capteur. Sur la base de la présente invention, il est réalisé une unité de mesure et de conversion caractérisée par le fait qu'elle comprend: des moyens de conversion analogique/numérique recevant à l'entrée un signal (Vt) généré par des moyens capteurs et représentatif d'une grandeur à soumettre à la mesure; lesdits moyens de conversion générant en sortie un mot numérique D de n bits; des moyens de visualisation formés par plusieurs modules élémentaires de visualisation dont chacun est apte à afficher plusieurs caractères; des moyens à mémoire munis de plusieurs modules de mémoire, en nombre au moins égal aux configurations différentes desdits mots D de n bits; lesdits moyens à mémoire étant adressés par ledit mot numérique D de manière à associer à chaque valeur dudit mot D un module de mémoire respectif; chaque module de mémoire contenant les informations numériques codées aptes à activer lesdits éléments modulaires de façon que les caractéristiques visualisées par lesdits moyens de visualisation représentent une valeur de ladite grandeur mesurée exprimée selon une unité de mesure prédéterminée. Chaque module de mémoire comprend plusieurs cellules de mémoire dont le nombre est au moins égal au nombre des modules élémentaires des moyens de visualisation; chaque cellule de mémoire contenant les informations numériques codées aptes à activer un module élémentaire de visualisation respectif de façon que ledit module élémentaire représente un caractère qui, associé aux caractères représentés par les autres modules élémentaires, fournisse la grandeur visualisée. Avantageusement, l'unité comprend des moyens de balayage des cellules de mémoire, interposés entre la mémoire et les moyens de visualisation. Elle comprend en outre des moyens d'interface interposés entre les moyens capteurs et les moyens de conversion analogique/numérique. En ce qui concerne les moyens de conversion analogique/ numérique, ils génèrent en sortie un mot numérique D d'une longueur de 8 bits; les moyens à mémoire étant munis d'au moins 256 modules de mémoire pouvant être adressés par lesdits mots numériques de 8 bits. Finalement, les moyens de visualisation sont formés de préférence par quatre modules élémentaires de visualisation, dont chacun peut être piloté par un mot de 8 bits; chaque module de mémoire comprenant quatre cellules de mémoire dont chacune contient l'un desdits mots de pilotage, et les caractères représentés par les modules élémentaires sont constitués par les chiffres O à 9. L'invention sera maintenant décrite en se référant en particulier à la figure annexée qui est un schéma par blocs du circuit d'une unité de mesure réalisée selon les préceptes de la présente invention. Sur la figure annexée est représentée en 1, dans son ensemble, une unité de mesure et de conversion comprenant un circuit d'interface 3 comportant une entrée 3a et relié à un capteur 5, et un convertisseur analogique/numérique 9 de 8 bits présentant une entrée 9a reliée à une sortie 9b du circuit d'interface 3. Le capteur 5 est apte à mesurer une grandeur T variable dans le temps (par exemple une température) et génère en sortie un signal W(t) dont la valeur est une fonction monotone (croissante ou décroissante) de la grandeur T mesurée. Le circuit 3 transforme le signal W(t) en une tension V(t) variable entre deux valeurs extrêmes Vmax et Vmin qui sont comprises entre les valeurs limites des tensions pouvant être appliquées à l'entrée 9a du convertisseur 9. Le convertisseur 9 génère en sortie un mot D de 8 bits qui représente la valeur sous forme numérique de la tension V(t); le convertisseur 9 fournit donc en sortie 256 valeurs discrètes successives (0-255) sur la base de la valeur du signal V(t) appliqué à l'entrée 9a. L'unité 1 comprend en outre un circuit de conversion 12 comportant une entrée 12a reliée à une sortie 9b du convertisseur 9 et reliée en sortie à un dispositif de visualisation 17 formé par quatre éléments de visualisation 18 de type connu, par exemple du type à cristaux liquides (ACL). Chaque élément de visualisation 18 est apte à visualiser les chiffres O à 9 et le point décimal, et comprend sept segments et un point (non représentés), dont chacun peut être activé/désactivé sur la base de la valeur logique (un/zéro) assumée d'un bit respectif de pilotage d'un mot F. Le circuit de conversion 12 comprend une mémoire M du type EPROM comportant 256 modules de mémoire MO, M1, M2...M255, qui sont adressés par le mot D appliqué à l'entrée 12a. Chaque module de mémoire contient en outre des informations numériques codées aptes à activer le dispositif de visualisation 17 de manière que le nombre visualisé des quatre éléments 18 représente la valeur mesurée de la grandeur T exprimée en une unité prédéterminée de mesure. En particulier, chaque module de mémoire MO, M1, M2...M255 est formé par quatre cellules de mémoire C1, C2, C3, C4 dont chacune est associée à un élément de visualisation 18 et qui contient un mot F1, F2, F3, F4 pour piloter les sept segments et le point de l'élément 18, et représenter un chiffre respectif qui, associé aux chiffres représentés par les autres éléments 18, fournit le nombre cité. La mémoire M est en outre o10 programmée pendant la phase de calibrage de l'unité 1 en mémorisant dans les modules de mémoire MO, M1, M2...M255 les codes numériques qui, pour un capteur respectif 5, permettent de visualiser les nombres qui réalisent la linéarisation de la caractéristique du capteur 5 lui- même. Le circuit 12 comprend en outre un circuit 20 de lecture interposé entre la mémoire M et le dispositif 17 et apte à sélectionner le module Mn correspondant à l'adresse D. Le circuit 20 est en outre apte à lire séquentiellement les cellules de mémoire C1, C2, C3, C4 du module de mémoire sélectionné pour envoyer aux éléments de visualisation 18 les mots F1, F2, F3, F4 de pilotage; la vitesse de lecture des cellules de mémoire C1, C2, C3, C4 est élevée de manière que l'utilisateur ne perçoive pas les allumages et extinctions successives des éléments 18. L'unité 1 est munie d'un circuit d'alimentation 23 qui est apte à être relié en entrée avec une source de tension alternative du réseau (220 volts, 50 Hz) et fournit en sortie une tension continue nivelée (par exemple de 5 volts) qui alimente le circuit d'interface 3, le convertisseur analogique/numérique 9, le circuit 12 et le dispositif de visualisation 17. L'unité 1 est enfin munie d'un circuit générateur de synchronisme 27 qui commande le convertisseur analogique/numérique 9, le circuit 12 et le dispositif de visualisation 17. Quand on l'utilise, le circuit 3 reçoit le signal W(t) produit par le capteur 5 et génère en sortie la tension V(t) qui est appliquée à l'entrée 9a du convertisseur 9. Le convertisseur 9 génère le mot D qui représente la valeur binaire de la tension V(t); ce mot D est utilisé pour adresser la mémoire M de manière qu'à chaque valeur (discrète) du mot D soit associé un module de mémoire respectif MO, M1, M2...M255, qui contient les informations numériques codées pour activer le dispositif de visualisation 17 et d'afficher au moyen des éléments 18 un nombre de quatre chiffres (par exemple 77.77) qui représente la valeur mesurée de la grandeur T exprimée par une unité de mesure prédéterminée (par exemple en degrés Celsius). La visualisation de ce nombre est réalisée en lisant séquentiellement les quatre cellules de mémoire C1, C2, C3, C4 dont chacune active un élément de visualisation respectif 18 représentant un chiffre respectif (par exemple 7) qui, associé aux chiffres représentés par les autres éléments 18 (par exemple 7-.7-7), fournit le nombre cité de quatre chiffre (77.77). Il ressort clairement de ce qui vient d'être décrit que la conversion de la caractéristique du capteur 5 est réalisée d'une façon extrêmement simple et efficace par le circuit 12; ce fait réduit de façon notable la complexité (et le coût) de l'unité de mesure. L'unité de mesure est en outre utilisable avec tout type quelconque de capteur du moment que la mémoire M peut être reprogrammée pour permettre l'utilisation d'un nouveau capteur et en modifiant le contenu des modules de la mémoire EPROM M. Finalement, il est clair que des modifications et variantes peuvent être apportées à l'unité de mesure décrite sans pour autant s'écarter du champ d'application et de protection de la présente invention. En particulier, les éléments de visualisation 18 peuvent afficher des lettres qui composent un mot apte à représenter une valeur de la grandeur mesurée. REVENDICATIONS 1. Unité de mesure et de conversion caractérisée par le fait qu'elle comprend: des moyens de conversion analogiques/numériques (9) recevant à l'entrée un signal (Vt) généré par des moyens capteurs (5) et représentatif d'une grandeur (T) à soumettre à la mesure; lesdits moyens de conversion (9) générant en sortie un mot numérique D de n bits; des moyens de visualisation (17) formés par plusieurs modules élémentaires de visualisation (18) dont chacun est apte à visualiser plusieurs caractères (O - 9); des moyens à mémoire (M) munis de plusieurs modules de mémoire (MO, M1, M2...M255), en nombre au moins égal aux configurations différentes desdits mots D de n bits; lesdits moyens de mémoire (N) étant adressés par ledit mot numérique D de manière à associer à chaque valeur dudit mot D un module de mémoire respectif (MO, Ml, M2...M255); chaque module de mémoire (MO, M1, M2... M255) contenant les informations numériques codées aptes à activer lesdits éléments modulaires (18) de façon que les caractéristiques visualisées par lesdits moyens de visualisation (17) représentent une valeur de ladite grandeur mesurée (T) exprimée selon une unité de mesure prédéterminée. 2. Unité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque module de mémoire (MO, M1, M2...M255) comprend plusieurs cellules de mémoire (C1, C2, C3, C4) dont le nombre est au moins égal au nombre desdits modules élémentaires (18) desdits moyens de visualisation (17); chaque cellule de mémoire (C1, C2, C3, C4) contenant les informations numériques codées (F1, F2, F3, F4) aptes à activer un module élémentaire de visualisation respectif (18) de façon que ledit module élémentaire représente un caractère qui, associé aux caractères représentés par lesdits autres modules élémentaires (18), fournisse ladite grandeur visualisée. 3. Unité selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de balayage (20) desdites cellules de mémoire (C1, C2, C3, C4), interposés entre ladite mémoire (M) et lesdits moyens de visualisation (17). 4. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens d'interface (3) interposés entre lesdits moyens capteurs (5) et lesdits moyens de conversion analogique/numérique (9). 5. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de conversion analogique/numérique (9) génèrent en sortie un mot numérique D d'une longueur de 8 bits; lesdits moyens à mémoire (M) étant munis d'au moins 256 modules de mémoire pouvant être adressés par lesdits mots numériques de 8 bits. 6. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens de visualisation (17) sont formés par quatre modules élémentaires de visualisation (18), dont chacun peut être piloté par un mot (F1, F2, F3, F4) de 8 bits; chaque module de mémoire (MO, M1, M2...M255) comprenant quatre cellules de mémoire (C1, C2, C3, C4) dont chacune contient l'un desdits mots de pilotage (F1, F2, F3, F4), et lesdits caractères représentés par lesdits modules élémentaires (18) étant constitués par les chiffres 0 à 9.