Brevet FR2700208A1 — publié le 19940708

Dispositif pour la mesure d'une résistance d'isolement L'invention concerne un dispositif destiné à assurer la mesure de la résistance d'isolement d'un circuit par rapport à un autre notamment en présence d'une capacité de forte valeur entre circuits. I1 est connu que la mesure de la résistance de fuite entre deux circuits entre lesquels existe une importante capacité de fuite, est réalisable par injection d'un courant continu, toutefois cette mesure entraîne une rupture de l'isolement préexistant entre ces circuits. L'invention propose donc un dispositif de mesure de la résistance d'isolement d'un circuit par rapport à un autre. Selon une caractéristique de l'invention, pour mesurer l'impédance de fuite entre ces circuits, le dispositif de mesure comporte des moyens pour générer une tension alternative basse fréquence de valeur constante aux bornes du circuit dont la résistance d'isolement est à mesurer, des moyens pour déterminer les instants des maxima et minima de la tension alternative, des moyens pour déterminer la valeur du courant pour les maxima de tension alternative et des moyens pour convertir les indications de valeur de courant obtenues pour les maxima de tension alternative en un signal affichable caractéristique de la valeur de la résistance d'isolement mesurée. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous. La figure 1 présente un schéma d'un dispositif de mesure selon l'invention. Le dispositif de mesure selon l'invention comporte tout d'abord une alimentation régulée 1 pour les divers autres éléments constitutifs du dispositif selon l'invention. Ces derniers comprennent un ensemble 2 de circuits agencés pour générer un signal sinusoïdal 2 et des impulsions correspondant aux instants de passage du signal sinusoïdal soit par zéro soit par une de ses deux valeurs de crête, l'une positive, l'autre négative, soit quatre impulsions par période. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'ensemble 2 comporte une base de temps 20 produisant une impulsion toutes les 25 millisecondes au profit d'un circuit 21 doté d'un compteur en anneau qui fournit deux créneaux carrés décalés d'un quart de période ainsi que les compléments de ces deux créneaux carrés avec un temps de cycle de 100 millisecondes. L'ensemble 2 comporte aussi un filtre 22 accordé sur une fréquence fondamentale de 10 Hz qui transforme les signaux carrés qu'il reçoit en un signal sinusoïdal. Un groupe de portes, non représenté, est associé au compteur en anneau dans le circuit 21, pour successivement produire les quatre impulsions évoquées ci-dessus qui sont ici référencées QO à Q3 et qui correspondent respectivement aux instants de passage du signal sinusoïdal par sa valeur de crête positive, puis par zéro, puis par sa valeur de crête négative puis de nouveau par zéro, dans l'exemple envisagé. Un ensemble amplificateur-régulateur 3 assure une amplification et une régulation en tension du signal sinusoïdal fourni par le filtre 22, il est par exemple constitué par un régulateur tension/courant 30, bouclé, comportant un amplificateur opérationnel d'entrée, non représenté, recevant le signal sinusoïdal et attaquant un montage à transistors qui constitue un générateur de tension alternative, constant, ce générateur de tension référencé 31 est chargé d'alimenter le montage dont la résistance d'isolement est à mesurer. Dans une forme préférée de réalisation, un circuit écrêteur 32 est intercalé entre la sortie du filtre 22 et l'entrée du générateur de tension 31 afin de permettre un faible écrétage de la tension alternative produite, ceci étant destiné à augmenter la précision du dispositif dans des conditions qui sont évoquées plus loin. Il est par exemple constitué de manière classique autour d'un groupe de quatre amplificateurs opérationnels, non représentés ici. Le générateur de tension 31 est relié à une première borne B1 du circuit soumis à mesure, via un montage capacitif, ici symbolisé par un condensateur 4. Ce circuit soumis à mesure est ici symbolisé par une résistance R en parallèle avec un condensateur C dans la mesure où d'une manière générale l'impédance entre deux circuits peut être considérée comme constituée par une combinaison de ce type. Ceci a pour conséquence que l'on peut considérer que le courant de mesure sera en avance par rapport à la tension sinusoïdale produite par le générateur de tension 31, par contre le courant traversant la résistance R peut être considéré comme en phase avec cette tension et le courant dans le condensateur C peut être considéré comme nul pour et au voisinage immédiat des crêtes de tension du signal sinusoïdal. En conséquence, la valeur du courant pour et au voisinage immédiat des crêtes peut être considérée comme correspondant au courant traversant la seule résistance R. En application de ceci, le dispositif de mesure de résistance d'isolement selon l'invention comporte une résistance 5 exploitée à des fins de mesure qui est, d'une part, mise à la masse et, d'autre part, connectée à une seconde borne B2 de la paire de bornes par l'intermédiaire desquelles le circuit, dont la résistance d'isolement est à déterminer, se relie au dispositif de mesure. La tension alternative obtenue aux bornes de la résistance 5 est appliquée à un montage redresseur sans seuil 6, constitué par exemple autour d'une paire d'amplificateurs, selon un arrangement connu. Ce montage redresseur fournit un signal de sortie susceptible d'être exploité par un circuit de mesure 8A pour déterminer l'impédance présentée par le circuit soumis à mesure, la valeur de cette impédance étant ici représentée par la valeur d'une tension référencée VZ. Un échantillonneur 7 est raccordé en sortie du montage redresseur 6 permet de prélever la tension redressée présente en sortie de ce montage aux instants qui sont déterminés par les impulsions QO à Q3 définies ci-dessus. Cet échantillonneur 7 est par exemple un commutateur analogique à quatre éléments parallèles qui sont respectivement actionnés chacun par une des impulsions et qui sont regroupés par paire en deux unités échantillonneuses 70 et 71. L'unité échantillonneuse 70 a ses deux éléments périodiquement actionnés l'un par l'impulsion Q1 et l'autre par l'impulsion Q2 qui correspondent respectivement aux instants de crête négative et de crête positive de la tension sinusoïdale fournie par le générateur de tension 31. L'unité échantillonneuse 71 a ses deux éléments périodiquement actionnés l'un par l'impulsion QO et l'autre par 'l'impulsion Q3 qui correspondent respectivement aux instants de passage par zéro de la tension sinusoïdale fournie par le générateur de tension 31, elle fournit un signal de sortie susceptible d'être exploité par un circuit de mesure 8B pour déterminer la capacité parasite présentée par le circuit soumis à mesure. Dans l'exemple présenté, la valeur de cette capacité est représentée par une valeur de tension ici référencée VC. L'unité échantillonneuse 70 est reliée à un montage de détermination de résistance d'isolement 8 qu'elle attaque via un amplificateur de signal 80. Cet amplificateur fournit un signal de sortie qui est une image de l'inverse de la valeur de la résistance d'isolement dont la détermination est recherchée, ce signal de sortie est appliqué en entrée d'un convertisseur tension/temps 81. Ce dernier est par exemple organisé de manière connue autour de deux amplificateurs opérationnels non représentés, il reçoit les impulsions QO de passage par zéro, entre crête positive et crête négative successives, et fournit par intégration un signal de valeur moyenne qui est proportionnel à la valeur de la résistance d'isolement que l'on souhaite déterminer. Le signal de sortie du convertisseur temps/tension 81 est fourni en entrée d'un afficheur usuel 9 convertissant le signal qu'il reçoit en une indication de valeur de résistance selon un processus classique en ce domaine. Comme indiqué plus haut, le dispositif selon l'invention comporte un circuit écrêteur 32 qui déforme légèrement les crêtes de la tension alternative fournie par le générateur 31 et qui permet d'avoir un courant capacitif nul non seulement à chaque crête de tension, mais également pendant un court laps de temps s'étendant de part et d'autre de l'instant de passage de la tension par une crête. Ceci facilite la prise en compte du courant circulant dans la résistance d'isolement à mesurer en permettant d'augmenter le temps de mesure et de mémorisation de ce courant. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de mesure de la résistance d'isolement (R) d'un circuit par rapport à un autre, caractérisé en ce que pour mesurer l'impédance de fuite entre ces circuits, il comporte des moyens (3) pour générer une tension alternative basse fréquence de valeur constante aux bornes du circuit dont la résistance d'isolement est à mesurer, des moyens (2) pour déterminer les instants des maxima et minima de la tension alternative, des moyens (6, 7) pour déterminer la valeur du courant pour les maxima de tension alternative et des moyens (8, 0) pour convertir les indications de valeur de courant obtenues pour les maxima de tension alternative en un signal affichable caractéristique de la valeur de la résistance d'isolement mesurée. 2/ Dispositif de mesure, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (32) pour écrêter la tension alternative de mesure fournie par les moyens générateurs (3) pour faciliter la mesure et la mémorisation de la valeur du courant de fuite à partir duquel la résistance d'isolement (R) est déterminée. 3/ Dispositif de mesure, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (2) de détermination des instants de minima et maxima de la tension alternative fournie pour la mesure de résistance d'isolement comporte une base de temps (20), basse fréquence, un générateur de créneaux (21), qui est attaqué par la base de temps et qui fournit deux créneaux carrés décalés d'un quart de période ainsi que les compléments de ces deux créneaux carrés, et un filtre très basse fréquence (22) qui transforme un signal carré qu'il reçoit du générateur de créneaux en un signal sinusoïdal destiné à commander les moyens (3) générateurs de tension.