Brevet FR2749395A1 — publié le 19971205

La présente invention concerne un dispositif pour la mesure des paramètres capacitifs et inductifs de câbles électriques. Quoique non spécifiquement, elle est particulièrement appropriée aux mesures et aux tests des harnais, constitués d'une pluralité de câbles électriques (par exemple des fils, paires torsadées, coaxiaux, ...) solidarisés les uns des autres et destinés à effectuer les liaisons électriques à bord de véhicules automobiles, d'aéronefs, de navires, etc ... Ces harnais peuvent inclure des câbles blindés et non blindés. On sait que, pour étudier la propagation des signaux électriques dans un tel harnais disposé au-dessus d'un plan de masse, il est nécessaire d'en connaître les paramètres électriques linéiques, c'est-à-dire les valeurs de la résistance, de l'inductance, de la capacité et de la conductance associés aussi bien à chaque conducteur du faisceau qu'aux différents couples de conducteurs. Ces paramètres électriques linéiques d'un harnais dépendent de la géométrie de celui-ci (dimension transversale des conducteurs et disposition desdits conducteurs les uns par rapport aux autres), des caractéristiques électriques du milieu entourant les conducteurs (perméabilité des diélectriques) et de la disposition du harnais par rapport au plan de masse. Si le harnais comporte n conducteurs, chacun des paramètres linéiques donne lieu à nxn mesures, de sorte que les tests sont longs et fastidieux, surtout en ce qui concerne les paramètres inductifs et capacitifs qui nécessitent la mise en oeuvre d'un pont de mesure LC avec des conditions variées de connexion des extrémités de chacun des conducteurs du harnais. Lorsque le harnais comporte des câbles blindés, les blindages sont considérés comme des conducteurs supplémentaires. Dans ces conditions, l'objet de la présente invention est un dispositif permettant d'automatiser lesdites mesures. A cette fin, selon 1 invention, le dispositif pour la mesure des paramètres capacitifs et inductifs de câbles électriques comportant une pluralité de conducteurs, ledit dispositif comprenant un pont de mesure de capacité et d'inductance susceptible d'être relié à une première extrémité de chacun desdits conducteurs, est remarquable en ce qu'il comporte - pour chaque conducteur et du côté de ladite première extrémité de celui-ci un premier connecteur susceptible de coopérer avec ladite première extrémité dudit conducteur un premier relais, dont le contact commun est relié audit premier connecteur un deuxième relais, dont le contact commun est relié au contact de repos dudit premier relais, dont le contact de travail est relié à la masse et dont le contact de repos est sans connexion un troisième relais, dont le contact commun est relié au contact de travail dudit premier relais, dont le contact de repos est relié, d'une part, en commun à tous les contacts de repos des troisièmes relais des autres conducteurs et, d'autre part, à une première borne dudit pont de mesure - en commun pour tous les conducteurs et du côté de ladite première extrémité de ceux-ci, un quatrième relais dont le contact commun est relié à la seconde borne dudit pont de mesure, dont le contact de repos est relié à la masse et dont le contact de travail est relié en commun aux contacts de travail de tous lesdits troisièmes relais ; et - pour chaque conducteur et du côté de la seconde extrémité de celui-ci, opposée audit pont de mesure un second connecteur susceptible de coopérer avec ladite seconde extrémité dudit conducteur un cinquième relais dont le contact commun est relié audit second connecteur et dont le contact de travail est relié à la masse . un sixième relais dont le contact commun est relié au contact de repos dudit cinquième relais, dont le contact de repos est sans connexion et dont le contact de travail est relié à tous les contacts de travail des sixièmes relais des autres conducteurs. Ainsi, grâce à l'ensemble desdits relais, il est possible d'automatiser les connexions des extrémités de tous les conducteurs des câbles ou harnais, de façon que ces connexions correspondent, à chaque fois, à la mesure de l'un desdits paramètres capacitifs ou inductifs. De préférence - tous les premiers, deuxièmes et troisièmes relais forment, avec ledit quatrième relais, un premier ensemble de commutation - tous les cinquièmes et sixièmes relais forment un second ensemble de commutation - tous les premiers connecteurs forment un premier ensemble de connexion - tous les seconds connecteurs forment un second ensemble de connexion ; et - on prévoit un dispositif de commande commun, par exemple un calculateur, pour la commande desdits premier et second ensembles de commutation. Par ailleurs, il est avantageux de prévoir un dispositif d'acquisition de mesures relié à la sortie dudit pont de mesure. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique d'ensemble du dispositif conforme à la présente invention. La figure 2 montre la constitution électrique partielle du dispositif de la figure 1, détaillant les connecteurs et les relais et illustrant la mesure de l'inductance propre d'un conducteur du faisceau de câbles en cours de test. La figure 2A montre le schéma électrique correspondant à la figure 2. La figure 3 illustre, en vue semblable à la figure 2, la mesure de l'inductance mutuelle de deux conducteurs du faisceau de câbles en cours de test. La figure 3A montre le schéma électrique correspondant à la figure 3. La figure 4 illustre, en vue semblable aux figures 2 et 3, la mesure de la capacité propre d'un conducteur du faisceau de câbles en cours de test. La figure 4A montre le schéma électrique correspondant à la figure 4. La figure 5 illustre, en vue semblable aux figures 2, 3 et 4, la mesure de la capacité mutuelle de deux conducteurs du faisceau de câbles en cours de test. La figure 5A montre le schéma électrique correspondant à la figure 5. Le dispositif, conforme à l'invention et montré par la figure 1, est destiné à la mesure des paramètres capacitifs et inductifs de câbles électriques 1 comportant une pluralité de conducteurs 2. Ces câbles électriques 1 peuvent être eux-mêmes composés d'une pluralité de câbles et/ou être constitués de faisceaux de connexion électriques, généralement appelés harnais, destinés à établir les connexions entre les divers appareils électriques montés à bord de véhicules, tels que automobiles, avions, hélicoptères, bateaux, etc ... Sur la figure 1, on a représenté certains des conducteurs 2, que l'on a désigné sous les références 2i, 2j, ... A une extrémité 1A du câble 1 représenté sur la figure 1, les extrémités de chaque câble 2i, 2j, ... sont reliées à un dispositif de connexion 3. De même, à l'autre extrémité 1B dudit câble 1, chacune des extrémités des conducteurs 2i, 2j, ... est reliée à un dispositif de connexion 4. Chacun des dispositifs de connexion 3 et 4 est relié à un dispositif de commutation 5 ou 6 respectivement, lesdits dispositifs de commutation 5 et 6 étant commandés par un dispositif de commande commun 7. Le dispositif de commutation 5 est relié à un pont de mesure RLC 8, lui-même relié à un dispositif d'acquisition de mesures 9. Comme le montrent les figures 2 à 5 - le dispositif de connexion 3 est constitué d'une pluralité de connecteurs 10i, 10j, 10k, ... à chacun desquels est reliée une extrémité des conducteurs 2i, 2j, 2k, respectivement - le dispositif de commutation 5 comporte une pluralité de premiers relais 12i, 12j, 12k, ... dont les contacts communs C sont reliés respectivement aux connecteurs 10i, 10j, 10k, ... une pluralité de deuxièmes relais 13i, 13j, 13k, ... dont les contacts communs C sont respectivement reliés au plot de repos R des relais 12i, 12;, 12k, ..., dont le contact de travail T est relié à la masse et dont le contact de repos R est sans connexion (en circuit ouvert) . une pluralité de troisièmes relais 14i, 14j, 14k, dont les contacts communs C sont respectivement reliés au contact de travail T des relais 12i, 12;, 12k, respectivement, dont les contacts de repos sont, d'une part, reliés en commun et, d'autre part, à une première borne dudit pont de mesure 8 ; et . un quatrième relais 15 dont le contact commun C est relié à une seconde borne du pont de mesure 8, dont le contact de repos R est relié à la masse et dont le contact de travail T est relié en commun aux contacts de travail T de la totalité des relais 14i, 14j, 14k, - le dispositif de connexion 4 est constitué d'une pluralité de connecteurs lii, llj, llk, ... à chacun desquels est connectée une autre extrémité desdits conducteurs 2i, 2j, 2k, ... ; et - le dispositif de commutation 6 comporte . une pluralité de cinquièmes relais 16i, 16j, 16k, dont les contacts communs C sont respectivement reliés à un connecteur lli, 111, llk, ... et dont les contacts de travail T sont reliés à la masse ; et une pluralité de sixièmes relais 17i, 17j, 17k, ... dont les contacts communs C sont respectivement reliés aux contacts de repos R des relais 16i, 16j, 16k, ..., dont les contacts de repos sont sans connexion (en circuit ouvert) et dont les contacts de travail sont reliés en commun. Si, maintenant, on examine plus particulièrement la figure 2, on constate que le dispositif de commande 7 a commandé le dispositif de commutation 5 de façon que - tous les premiers relais 12j, 12k, ... sont en position de repos, à l'exception du relais 12i qui est en position de travail - tous les deuxièmes relais 13i, 13j, 13k, ... sont en position de repos - tous les troisièmes relais 14i, 14j, 14k, ... sont en position de repos ; et - le quatrième relais 15 est au repos. Par ailleurs, sur cette figure 2, on peut voir que le dispositif 7 a commandé le dispositif de commutation 6 de façon que tous les sixièmes relais 17i, 17j, 17k, ... sont au repos, tandis que tous les cinquièmes relais 16j, 16k, ... sont également au repos, à l'exception du relais 16i qui se trouve en position de travail. I1 en résulte que tous les conducteurs 2j, 2k, ... sont sans connexion à leurs extrémités, alors que le conducteur 2i a une extrémité (1B) reliée à la masse et son autre extrémité (1A) reliée au pont de mesure 8, lui-même relié à la masse. Le schéma électrique correspondant de la figure 2 est celui représenté par la figure 2A. On sait que, dans ce cas, le pont de mesure 8 mesure l'inductance propre Lii du conducteur 2i. On comprendra aisément que, par commutation adéquate des différents relais des dispositifs de commutation 5 et 6 par le dispositif de commande 7, il soit possible, de façon semblable, de mesurer les inductances propres Ljj, Lkk, ... des différents conducteurs 2j, 2k, En se reportant maintenant à la figure 3, on constate que, sous l'action du dispositif de commande 7, les dispositifs de commutation 5 et 6 sont dans des états tels que - tous les premiers relais 12k,... sont au repos, à l'excep tion des deux relais 12i et 12j qui sont en position de travail - tous les deuxièmes relais 13i, 13j, 13k, ... sont au repos - tous les troisièmes relais 14j, 14k, ... sont au repos, à l'exception du relais 14i qui est en position de travail - le quatrième relais 15 est en position de travail - tous les cinquièmes relais 16i, 16j, 16k, ... sont au repos ; et - tous les sixièmes relais 17k, ... sont au repos, à l'ex ception des relais 17i et 17j qui sont en position de travail. On constate donc que, sur la figure 3, tous les conducteurs 2k, ... sont sans connexion à leurs extrémités, alors que, du côté de l'extrémité 1B, les conducteurs 2i et 2j sont reliés l'un à l'autre et que, du côté de l'extrémité 1A, les conducteurs 2i et 2j sont reliés par le pont de mesure 8. Le schéma électrique correspondant est montré par la figure 3A. On sait qu'alors l'inductance mesurée par le pont de mesure 8 est égale à Lii + Lji - 2Lij. Le dispositif selon l'invention permet donc de mesurer l'inductance mutuelle Lij des conducteurs 2i et 2j, puisque les inductances propres Lii et Ljj des inducteurs 2i et 2j, respectivement, sont déterminables comme expliqué en regard des figures 2 et 2A. L'examen de la figure 4 montre que - tous les premiers relais 12j, 12k, ... sont en position de repos, à l'exception du relais 12i qui est en position de travail - tous les deuxièmes relais 13j, 13k, ... sont en position de travail, à l'exception du relais 13i qui est en posi tion de repos - tous les troisièmes relais 14j, 14k, ... sont en position de travail, à l'exception du relais 14i qui est en posi tion de repos, - le quatrième relais 15 est en position de repos ; - tous les cinquièmes relais 16j, 16k, ... sont en position de travail, à l'exception du relais 16i qui est en posi tion de repos ; et - tous les sixièmes relais 17i, 17;, 17k, ... sont en position de repos. I1 en résulte donc que tous les conducteurs 2j, 2k, ... sont reliés à la masse, à leurs deux extrémités. En revanche, le conducteur 2i est sans connexion à son extrémité 1B mais est relié à son autre extrémité 1A au pont de mesure 8, lui-même relié à la masse. Dans ces conditions, le schéma électrique correspondant à l'état de la figure 4 est représenté sur la figure 4A. On sait qu'un tel schéma électrique permet au pont de mesure 8 de mesurer la capacité propre Cii du conducteur 2i. On comprendra aisément que, de façon semblable à ce qui précède et en faisant effectuer par le dispositif de commande 7 les commutations appropriées aux relais 12 à 17 des dispositifs de commutation 5 et 6, on peut mesurer les capacités propres Cjj, Ckk, ... des autres conducteurs 2j, 2k, ... Maintenant, si l'on se reporte à la figure 5, on constate que, sous l'action du dispositif de commande 7, les dispositifs de commutation 5 et 6 sont dans l'état suivant - tous les premiers relais 12k, ... sont au repos, à l'ex ception des relais 12i et 12j qui sont en position de travail - tous les deuxièmes relais 13k, ... sont en position de travail, à l'exception des relais 13i et 13j qui sont en position de repos - tous les troisièmes relais 14k, ... sont en position de travail, à l'exception des relais 14i et 14j qui sont en position de repos - le quatrième relais 15 est au repos - tous les cinquièmes relais 16k, ... sont en position de travail, à l'exception des relais 16i, 16j qui sont au repos ; et - tous les sixièmes relais 17i, 17j, 17k, ... sont au repos. Dans ce cas, on voit que tous les conducteurs 2k, ... ont leurs deux extrémités reliés à la masse, tandis que les conducteurs 2i et 2j sont sans connexion à une de leurs extrémités (1B) et sont reliés entre eux à leur autre extrémité (1A) qui, par ailleurs, est reliée au pont de mesure 8, lui-même relié à la masse. Le schéma électrique correspondant est illustré par la figure 5A. On sait que, dans un tel schéma, la capacité mesurée par le pont 8 est égale à Cii + Cjj - 2Cij, c'est-à-dire que l'on peut ainsi déterminer la capacité mutuelle Cii des conducteurs 2i et 2j, puisque les capacités propres Cii et Cii des conducteurs 2i et 2j sont mesurables par le dispositif de l'invention se trouvant dans les configurations des figures 4 et 4A. On voit ainsi que selon l'invention, grâce aux dispositifs de commutation 5 et 6 et au dispositif de commande 7 des relais 12 à 17, on a automatisé les différentes connexions des extrémités des conducteurs 2i, 2j, 2k, ... nécessaires pour déterminer les paramètres Lii, Lii, Lkk, ..., Lij, Lik, ..., Cii, Cjj, Ckk, ... et Cij, Cik, ... etc Bien entendu, quoique pour une bonne compréhension de l'invention, on ait représenté sur les figures des composants discrets, le dispositif selon l'invention pourrait être réalisé sous forme intégrée. Le dispositif de commande 7 est avantageusement un calculateur muni de cartes numériques entrées/sorties opérant selon un programme approprié pour effectuer successivement toutes les connexions nécessaires aux extrémités des conducteurs 2i, 2j, 2k, ... REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure des paramètres capacitifs et inductifs de câbles électriques (1) comportant une pluralité de conducteurs (2), ledit dispositif comprenant un pont (8) de mesure de capacité et d'inductance susceptible d'être relié à une première extrémité (1A) de chacun desdits conducteurs, caractérisé en ce qu'il comporte - pour chaque conducteur (2) et du côté de ladite première extrémité (1A) de celui-ci . un premier connecteur (10) susceptible de coopérer avec ladite première extrémité dudit conducteur . un premier relais (12), dont le contact commun est relié audit premier connecteur (10) . un deuxième relais (13), dont le contact commun est relié au contact de repos dudit premier relais (12), dont le contact de travail est relié à la masse et dont le contact de repos est sans connexion . un troisième relais (14), dont le contact commun est relié au contact de travail dudit premier relais (12), dont le contact de repos est relié, d'une part, en commun à tous les contacts de repos des troisièmes relais (14) des autres conducteurs (2) et, d'autre part, à une première borne dudit pont de mesure (8) ; - en commun pour tous les conducteurs et du côté de ladite première extrémité (1A) de ceux-ci, un quatrième relais (15) dont le contact commun est relié à la seconde borne dudit pont de mesure (8), dont le contact de repos est relié à la masse et dont le contact de travail est relié en commun aux contacts de travail de tous lesdits troisiè mes relais (14) ; et - pour chaque conducteur (2) et du côté de la seconde extrémité (1B) de celui-ci, opposée audit pont de mesure (8) un second connecteur (11) susceptible de coopérer avec ladite seconde extrémité (1B) dudit conducteur un cinquième relais (16) dont le contact commun est relié audit second connecteur (11) et dont le contact de travail est relié à la masse un sixième relais (17) dont le contact commun est relié au contact de repos dudit cinquième relais (16), dont le contact de repos est sans connexion et dont le contact de travail est relié à tous les contacts de travail des sixièmes relais (17) des autres conducteurs (2). 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les premiers, deuxièmes et troisièmes relais (12, 13, 14) forment, avec ledit quatrième relais (15), un premier ensemble de commutation (5). 3. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que tous les cinquièmes et sixièmes relais (16, 17) forment un second ensemble de commutation (6). 4. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tous les premiers connecteurs (10) forment un premier ensemble de connexion (3). 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que tous les seconds connecteurs (11) forment un second ensemble de connexion (4). 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 2 å 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande (7) commun pour lesdits premier et second ensembles de commutation (5, 6). 7. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (9) d'acquisition de mesures, relié à la sortie dudit pont de mesure (8).