Brevet FR2750506A1 — publié le 19980102

Etat de la technique L'invention concerne un dispositif pour mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage pas- sant à travers un dispositif de chauffage de sonde, une com- paraison ayant lieu, dans une unité de circuit, entre une tension appliquée à une résistance de mesure montée en série avec le dispositif de chauffage de sonde, et une tension de référence appliquée à une résistance de référence parcourue par une intensité de référence constante et présentant le même mode de signaux que la résistance de mesure. Un dispositif de ce type ressort par exemple du document EP-0 506 668 Bl dont le contenu est incorporé à la présente demande. On connaît, pour maintenir un rapport air/carbu- rant déterminé du mélange air/carburant amené à un moteur à combustion interne, des dispositifs de régulation qui reçoi- vent leur grandeur de réglage d'une sonde de mesure d'oxygène disposée dans le système d'échappement du moteur à combustion interne. Des sondes de mesure d'oxygène de ce type ne fonc- tionnent sans problème qu'à partir d'une température de fonc- tionnement déterminée. Pour cette raison on connaît des dispositifs de chauffage de sonde qui chauffent la sonde en particulier au démarrage à froid et pendant la phase d'échauffement du mo- teur à combustion interne. Pour que la sonde atteigne aussi vite que possi- ble sa température de fonctionnement et ensuite puisse être aussi maintenue à une température prédéfinie, ont doit garan- tir le bon fonctionnement du chauffage de la sonde. En outre la sonde peut être détruite quand il passe à travers celle-ci une intensité de valeur plus grande que celle d'une intensité maximale admissible. Il ressort en conséquence du document mentionné ci-dessus EP-0 506 668 Bl, un procédé et un dispositif ser- vant à contrôler le bon fonctionnement d'un dispositif de chauffage de sonde, dans le cas desquels l'intensité qui passe à travers le chauffage de sonde est détectée de façon continue par une comparaison entre une tension appliquée à une résistance de mesure montée en série par rapport au dis- positif de chauffage de sonde, et une tension de référence appliquée à une résistance de référence parcourue par une in- tensité constante de référence et présentant le même mode de signaux que la résistance de mesure qui est le cas échéant modifiée ou débranchée. La résistance de mesure que l'on vient dans ce cas à utiliser, tant en ce qui concerne ses dimensions géomé- triques qu'en ce qui concerne ses propriétés électriques, en particulier pour la détection de pointes d'intensité de bran- chement et d'intensités permanentes plus grandes, doit être conçue de façon sensiblement plus grande que la résistance de référence qui est uniquement parcourue par une intensité constante relativement petite. C'est ainsi par exemple que la résistance de me- sure doit, dans le cas de la configuration le plus souvent utilisée, se présenter comme une résistance à couches consti- tuée sur un support une largeur sensiblement plus grande que la résistance de référence, tout en ayant sans cela une lon- gueur et une épaisseur sensiblement concordantes. Ceci a de façon désavantageuse pour conséquence que par exemple les tolérances imposées par le procédé de fa- brication dans le cas de la même fabrication pour la résis- tance de mesure et la résistance de référence, conduisent à une très grande erreur de mesure de l'intensité de chauffage sans perte importante de puissance, car des tolérances de ce type, qui sont identiques en principe dans le cas de la ré- sistance de référence et dans le cas de la résistance de me- sure, exercent, du fait de la configuration plus grande de la résistance de mesure, en pourcentage, dans le cas de celle-ci une influence plus petite sur les résultats de mesure que dans le cas de la résistance de référence qui a une configu- ration plus petite et dans laquelle une erreur a des effets sensiblement plus forts. C'est ainsi par exemple qu'un défaut peut surve- nir lors de la fabrication de la résistance de mesure et de la résistance de référence, dans le cas de leur constitution sous la forme, vue dans l'absolu, de résistances à couches, sous la forme d'une variation de longueur respectivement identique dans le cas de la résistance de mesure et dans le cas de la résistance de référence, du fait du procédé de fa- brication. Comme toutefois la résistance de référence pré- sente des dimensions plus petites que la résistance de mesure, ce défaut, exprimé en pourcentage, est sensiblement plus important dans le cas de la résistance de référence que dans le cas de la résistance de mesure. L'invention a en conséquence pour objet d'amélio- rer un dispositif servant à mesurer, en perdant peu de puis- sance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde du type mentionné ci-dessus, de telle sorte que celuici permette d'obtenir dans le cas d'une fabrication simple, une précision sensiblement plus élevée pour la mesure. Avantages de l'invention On résout ce problème dans le cas d'un dispositif servant à mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde, grâce au fait que la résistance de mesure comprend un certain nombre d'éléments de résistance, montés en parallèle, dont chacun correspond sensiblement à la résistance de réfé- rence en ce qui concerne ses dimensions et ses propriétés électriques. La constitution de la résistance de mesure sous la forme d'un certain nombre d'éléments de résistance montés en parallèle, dont chacun correspond sensiblement à la résis- tance de référence en ce qui concerne ses dimensions et ses propriétés électriques, offre le grand avantage que par exem- ple les défauts dus à la fabrication, qui se produisent dans le cas de chaque élément de résistance, s'additionnent ainsi indépendamment du nombre des éléments de résistance. Ceci augmente en fait le défaut global de la résistance de mesure mais, par cette configuration de la résistance de mesure, on arrive à ce que celle-ci présente le même pourcentage de dé- fauts que la résistance de référence. Comme on en arrive à mesurer l'intensité de chauffage qui passe à travers le dis- positif de chauffage de la sonde, sensiblement uniquement en fonction du rapport entre la résistance de référence et la résistance de mesure, on obtient, en ce qui concerne le rap- port des résistances, une erreur qui disparaît presque dans le cas d'un défaut identique, en pourcentage, de la résis- tance de référence et de la résistance de mesure. Purement en principe, on peut constituer la ré- sistance de mesure et la résistance de référence de manières les plus diverses. En particulier, pour obtenir un même mode de signaux à partir de la résistance de référence et de la résistance de mesure, et en particulier aussi pour maintenir à une température analogue la résistance de référence et la résistance de mesure et pour obtenir une bonne concordance, en ce qui concerne les dimensions et les propriétés électri- ques de chacun des différents éléments de résistance avec la résistance de référence, on prévoit de façon avantageuse que la résistance de référence et les éléments de la résistance de mesure soient des résistances à couches, disposées sur un substrat commun. Ces résistances à couches (résistances à couches mince/épaisse) sont des résistances électriques qui sont fa- briquées par la structuration d'une matière électriquement conductrice (par exemple un métal). Cette matière électrique- ment conductrice peut être mise sur un substrat par métalli- sation sous vide, par pulvérisation, par un procédé galvanique ou par un autre procédé physique/chimique connu de l'homme de l'art dans ce domaine. En fabriquant la résistance de mesure et la ré- sistance de référence à partir de la même matière électrique- ment conductrice et en la disposant sur le même substrat, on a l'assurance que la résistance de référence et tous les élé- ments de la résistance de mesure, et de cette façon aussi la résistance de mesure, soient maintenus à peu près à la même température et présentent un comportement analogue quant à la température. Pour cette raison la résistance de référence et les éléments de la résistance de mesure sont disposés sur le substrat de façon à se trouver aussi étroitement à côté les uns des autres. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, on prévoit que la résistance de référence soit constituée sous la forme d'une fine piste conductrice dont les dimensions résultent de la détermination de l'intensité constante et des seuils de contrôle. Les éléments de la résistance de mesure sont éga- lement de préférence constitués de façon à être disposés pa- rallèlement les uns aux autres et à être disposés étroitement les uns à côté des autres. Dessins La présente invention sera décrite ci-après plus en détail à partir de modes de réalisation, représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre de façon schématique un dispositif selon l'invention servant à mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde; et la figure 2 montre un dispositif connu de l'état de la technique servant à mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde. Description des exemples de réalisation On a représenté sur la figure 2 un dispositif connu de l'état de la technique, servant à mesurer, en per- dant peu de puissance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde. Comme cela res- sort de la figure 2, le dispositif comprend un dispositif de chauffage de sonde 10 qui est parcouru par une intensité IH. Une résistance de mesure 20 est montée en série avec ce dis- positif de chauffage de sonde 10, résistance de mesure qui par exemple est constituée sous la forme d'une résistance à couches (résistance à couches mince/épaisse) disposée sur un substrat. Au voisinage de la résistance de mesure 20 on a disposé sur le substrat une résistance de référence 30, par exemple sous la forme d'une résistance à couches parcourue par une intensité de référence constante IR produite par une source d'intensité de référence constante 40. La tension UR qui est prélevée sur la résistance de référence 30 et la ten- sion UM qui est prélevée sur la résistance de mesure 20, sont amenées pour comparaison à une unité de circuit 50 dans laquelle on forme la différence des deux tensions UM et UR et5 on l'évalue. Cette évaluation est décrite en détail dans le document EP-0 506 668 B1 dont le contenu est incorporé à la présente demande. La résistance de référence 30 est constituée habituellement sous la forme d'une fine piste conductrice, tan- dis que la résistance de mesure 20 qui sert à déterminer des pointes d'intensité de branchement et des intensités perma- nentes plus grandes, est réalisée sous la forme d'une piste conductrice aussi courte et aussi large que possible, comme on l'a indiqué schématiquement sur la figure 2.15 La réalisation décrite de la mesure, avec faible perte de puissance, de l'intensité de chauffage IH passant à travers un dispositif de chauffage de sonde 10, présente alors un défaut allant jusqu'à 25 %, la fraction principale de ce défaut provenant des tolérances de fabrication lors de20 la production de la résistance à couches. C'est ainsi par exemple que, lors d'une fabrication de la résistance à cou- ches sous la forme de pistes conductrices par gravure, il est possible d'avoir un défaut, lors de la fabrication, qui puise varier entre 10 Am et 30 gm. Dans ce cas on peut partir du fait que le défaut est constant sur une petite zone du subs- trat. Si alors par exemple la résistance de référence est constituée sous la forme d'une piste conductrice présentant une largeur de 160 pm, un défaut absolu de par exemple -30 gm correspond à un défaut, en pour-centage de 18,75 %. Si en ou- tre la résistance de mesure présente une largeur de piste conductrice qui correspond par exemple à 19 fois celle de la résistance de référence, c'est-à-dire 3040 Lm, il se produit dans le cas d'un écart de -30 gm du fait de la gravure, un défaut de 0,99 %. Comme pour déterminer l'intensité de chauffage on exploite sensiblement le rapport entre la valeur de la résis- tance de référence 30 et celle de la résistance de mesure 20, il se produit de cette façon, dans le rapport, une erreur de 17,76 % qui en pratique est causée exclusivement par les dé- fauts différents de la résistance de référence et de la ré- sistance de mesure. Sur la figure 1 on a représenté de façon schéma- tique un dispositif selon l'invention servant à mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage passant à travers un dispositif de chauffage de sonde, dans le cas duquel cette erreur de différence est en pratique complète- ment éliminée. On y parvient grâce au fait que par comparai- son avec le dispositif représenté sur la figure 2, la résistance de mesure 20 est dans une certaine mesure éclatée en un certain nombre d'éléments de résistance 21, montés en parallèle, dont chacun correspond sensiblement à la résis- tance de référence 30 en ce qui concerne ses dimensions et ses propriétés électriques. Ces éléments de résistance 21 sont par exemple constitués, comme la résistance de référence , sous la forme de résistances à couches constituées sous la forme de fines pistes conductrices disposées étroitement au voisinage de la résistance de référence 30, et placées en parallèle les unes aux autres étroitement à côté les unes des autres, comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 1. Dans le cas de cette configuration de la résis- tance de mesure 20, il y a alors un défaut provenant par exemple de la fabrication, défaut par exemple dû aux toléran- ces de gravure dans le cas d'une fabrication par gravure, pour chacun des éléments de résistance 21. Comme alors chacun des éléments de résistance 21 correspond, en ce qui concerne ses dimensions comme en ce qui concerne ses propriétés élec- triques, sensiblement à la piste conductrice de la résistance de référence 30, les défauts de chacun des éléments de résis- tance 21 s'additionnent dans une certaine mesure de telle sorte que le défaut, en pour-centage de la résistance de me- sure 20, correspond dans le cas de cette configuration au dé- faut en pourcentage de la résistance de référence, grâce à quoi on obtient un défaut du rapport de pratiquement zéro. Grâce à une fabrication précise des éléments de résistance se trouvant étroitement à côté les uns des autres, sous la forme de pistes résistantes, sur le substrat, on ob- tient en pratique une erreur, en pourcentage, du rapport des résistances, qui se trouve entre 1 et 2 %, cette erreur étant de ce fait nettement plus basse que dans le cas du dispositif connu de l'état de la technique et représenté sur la figure 2. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif pour mesurer, en perdant peu de puissance, une intensité de chauffage (IH) passant à travers un dispositif de chauffage de sonde (10), une comparaison ayant lieu, dans une unité de circuit (50), entre une tension (UM) appliquée à une résistance de mesure (20) montée en série avec le dispo- sitif de chauffage de sonde (10), et une tension de référence (UR) appliquée à une résistance de référence (30) parcourue par une intensité de référence constante(IR) et présentant le même mode de signaux que la résistance de mesure (20) caractérisé en ce que la résistance de mesure (20) comprend un certain nombre d'éléments de résistance (21), montés en parallèle, dont cha- cun correspond sensiblement à la résistance de référence (30) en ce qui concerne ses dimensions et ses propriétés électri- ques. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance de référence (30) et les éléments de résistance (21) de la résistance de mesure (20) sont des résistances à couches disposées sur un substrat commun. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance de référence (30) et les éléments de résistance (21) sont disposés sur le substrat en étant étroitement pla- cés les uns à côté des autres. 4 ) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résistance de référence (30) est constituée sous la forme d'une fine piste conductrice. 5 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de résistance (21) sont constitués sous la forme de fines pistes conductrices montées en parallèle les unes par rapport aux autres et disposées étroitement les unes à côté des autres. f