Brevet FR2790084A1 — publié le 20000825

A SYSTEME DE MESURE DE LA FORCE APPLIQUEE PAR LES CONTACTS ELASTIQUES D'UN CONNECTEUR DE LECTEUR DE CARTES A PUCE SUR LES CONTACTS CORRESPONDANTS D'UNE CARTE A PUCE La présente invention concerne un système de mesure de la force appliquée par les contacts élastiques d'un connecteur d'un lecteur de cartes à puce sur les10 contacts correspondants d'une carte à puce. Un tel système est applicable à tous types de lecteurs de cartes, par exemple pour cartes téléphoniques ou bien pour cartes bancaires. Lors de l'insertion d'une carte à puce dans un lecteur de cartes à puce, des contacts élastiques du connecteur du lecteur viennent se poser sur les contacts de la carte de manière à créer une liaison électrique entre la carte et le lecteur. Les contacts élastiques du connecteur sont typiquement des lames flexibles de profil longitudinal en cuillère ou des lames montées sur ressort. La force exercée par les contacts élastiques doit être suffisante pour assurer une bonne liaison électrique entre la carte et le lecteur. La connaissance de la valeur de cette force peut être très utile pour valider cette liaison, ainsi que pour vérifier l'état d'usure du connecteur en cours de vie du lecteur. Il peut donc se révéler très intéressant d'effectuer des mesures de ces forces d'application. Or, à ce jour, il n'existe pas sur le marché de systèmes permettant de telles mesures. Aussi, l'invention procède d'une recherche menée relativement à des systèmes de mesure de la force appliquée par les contacts élastiques d'un connecteur de lecteur de cartes à puce sur les contacts d'une carte à puce. Elle vise par ailleurs à proposer un système de mesure qui soit peu coûteux et de conception simple. A cet effet, l'invention a pour objet un système de mesure de la force appliquée par les contacts élastiques d'un connecteur de lecteur d'une carte à puce sur les contacts correspondants de ladite carte lorsqu'elle est introduite dans ledit connecteur, caractérisé en ce qu'il comprend - une carte de mêmes dimensions que ladite carte à puce, et - une pluralité de capteurs disposés sur ladite carte pour correspondre un à un avec les contacts élastiques du connecteur à tester, lesquels capteurs sont déformables sous l'effet de la force appliquée par le contact élastique et sont munis de moyens pour déterminer, en fonction de la déformation du capteur, la force appliquée sur celui-ci. Les capteurs de pression sont par exemple des capteurs de pression encastrés dans la carte du système. Selon un mode réalisation préféré, une fenêtre est ménagée dans ladite carte du système en lieu et place de la puce. Chaque capteur est alors constitué d'une languette s'étendant en porte-à-faux dans ladite5 fenêtre à partir d'un bord de celle-ci, et d'une jauge de contrainte placée dans l'encoignure définie par la languette associée et le bord de la fenêtre de la carte à partir duquel ladite languette s'étend. Ainsi, lorsque la carte du système de mesure est introduite dans le connecteur d'un lecteur de cartes à puce, les contacts élastiques exercent une force d'application sur les languettes du système. Chaque languette subit un effort de flexion, qui se traduit par une compression de la jauge de contrainte associée. Les jauges de contrainte sont des réseaux de résistances dont la valeur de résistance varie en fonction des contraintes exercées sur celles-ci. Ainsi, lorsqu'une jauge de contrainte subit une compression, sa valeur de résistance varie. Cette variation de résistance est quantifiée par une unité de traitement et peut alors être traduit en force. Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci- dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un système de mesure selon l'invention; - la figure 2 est une vue plus précise mais partielle de la carte munie de languettes du système de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe d'une languette avant insertion de la carte du système dans un lecteur; - la figure 4 est une vue en coupe de la même languette après insertion de la carte dans le lecteur; et - la figure 5 représente le schéma électrique d'une unité de traitement associé à chaque jauge de contrainte. En se référant à la figure 1, le système de mesure selon l'invention comporte une carte 1 en matière isolante, munie de languettes 2. Cette carte est connectable à un bloc de traitement 3 qui est décrit dans la suite du présent exposé. La carte 1 se présente comme une carte à puce dont la puce aurait été ôtée. La carte 1 a donc les mêmes dimensions qu'une carte à puce normalisée. En lieu et place de la puce est ménagée une fenêtre 4. Pour chaque contact élastique du connecteur de lecteur de cartes à puce est prévue une languette 2. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, le système comprend huit languettes 2. En effet, les lecteurs de cartes à puce comporte de manière classique huit contacts élastiques. Les languettes 2 s'étendent en porte-à-faux dans la fenêtre 4 et sont attachées par l'une de leurs deux extrémités à un bord de la fenêtre 4. Dans les figures5 1 et 2, quatre languettes sont rattachées au bord gauche de la fenêtre et les quatre autres au bord droit. Ces languettes sont rapportées sur la carte 1 par collage. Comme on peut le voir aux figures 3 et 4, une jauge de contrainte 5 est associée à chaque languette 2. Cette jauge est de préférence placée dans l'encoignure définie par la languette associée et le bord de la fenêtre à partir duquel ladite languette s'étend. Selon un mode de réalisation particulier, cette jauge de contrainte est un réseau de résistances dont la valeur de résistance varie en fonction des contraintes appliquées sur celle-ci. Avant insertion de la carte 1 dans un connecteur de lecteur de cartes à puce, la languette 2 ne subit aucune déformation, de même que la jauge de contrainte associée ne subit aucune compression. Bien entendu, l'épaisseur de la languette 2 augmentée de celle de la jauge de contrainte 5 associée est inférieure à l'épaisseur de la carte 1, sinon la jauge de contrainte risque de toucher le fond du connecteur au moment de l'insertion de la carte, ce qui fausserait le résultat de la mesure. Après insertion de la carte 1 dans le connecteur, un contact élastique 6 du connecteur vient exercer une force d'application sur la languette 2 correspondante5 et la fait fléchir. Dans l'exemple de la figure 4, le contact élastique 6 est une lame flexible de profil longitudinal en cuillère. La flexion de la languette 6 provoque une compression de la jauge de contrainte 5 associée, et a pour conséquence de faire varier sa valeur de résistance. On pourrait envisager de placer différemment les jauges de contrainte, par exemple au-dessus des languettes à l'intérieur de la fenêtre, auquel cas les jauges subiraient un effort de traction. Pour mesurer cette variation, chaque jauge de contrainte 5 est reliée, par une liaison filaire 7 par exemple, à une unité de traitement 8 dont le schéma électrique est donné à la figure 5. Le bloc de traitement 3 de la figure 1 regroupe les unités 8 associées à chacune des jauges de contrainte du système de l'invention. Pour que la liaison filaire 7 soit incorporée dans la carte 1, la carte 1 est de préférence réalisée en époxy multicouche. En référence à la figure 5, les éléments de l'unité de traitement 8 forme un pont de wheastone avec la jauge de contrainte 5 associée, ladite jauge formant la quatrième résistance de ce pont. Ce pont comprend, en plus de la résistance de la jauge, trois résistances 9, et 11 et une source de tension stable 12. Il permet de mesurer, avant et après compression, une tension V représentative de la valeur de résistance de la jauge 5 et d'obtenir ainsi la variation de résistance. Pour obtenir la valeur de la force d'application correspondante, chaque unité de traitement 8 est préalablement étalonnée pour déterminer la relation existant entre les deux grandeurs que sont la force en Newtons et la résistance en ohms. La variation de résistance de la jauge 5 ainsi mesurée permet donc de déterminer la force appliquée sur la languette 2 associée. Selon un mode de réalisation en variante, on peut prévoir un système de mesure comportant uniquement une carte de mêmes dimensions que la carte 1 et huit capteurs de pression (ou tous types de capteurs équivalents) encastrés dans celle-ci destinés chacun à recevoir la force appliquée par un contact élastique du connecteur de lecteur. Sous l'effort de pression des contacts élastiques du connecteur, les capteurs subissent alors une compression qui se traduit par une variation de leur résistance électrique comme pour les jauges de contrainte. Cette variation est ensuite mesurée par un pont de wheastone comme pour le système précédent. REVENDICATIONS 1) Système de mesure de la force appliquée par les contacts élastiques (6) d'un connecteur de lecteur d'une carte à puce sur les contacts correspondants de ladite carte lorsqu'elle est introduite dans ledit connecteur, caractérisé en ce qu'il comprend - une carte (1) de mêmes dimensions que ladite carte à puce, et - une pluralité de capteurs (2,5) disposés sur ladite carte (1) pour correspondre un à un avec les contacts élastiques (6) du connecteur à tester, lesquels capteurs sont déformables sous l'effet de la force appliquée par le contact élastique (6) et sont munis de moyens (3) pour déterminer, en fonction de la déformation du capteur, la force appliquée sur celui-ci. 2) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs sont des capteurs de pression encastrés dans ladite carte (1) et dont la résistance électrique varie en fonction de la force qui lui est appliquée. 3) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fenêtre (4) est ménagée dans ladite carte (1) en lieu et place de la puce, en ce que chaque capteur est une languette (2) associée à une jauge de contrainte (5), chaque languette (2) s'étendant en porte-à- faux dans ladite fenêtre (4) à partir d'un bord de celle-ci, et en ce que la jauge de contrainte (5) associée est un réseau de résistances dont la valeur de résistance varie en fonction des contraintes qu'elle subit. 4) Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque languette (2) est rapportée sur ladite carte (1) par collage et en ce que la jauge de contrainte (5) associée est placée dans l'encoignure définie par ladite languette (2) et le bord de la fenêtre (4) à partir duquel ladite languette s'étend. ) Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur d'une languette (2) augmentée de celle de la jauge de contrainte (5) associée est inférieure à l'épaisseur de la carte (1). 6) Système selon la revendication 2 ou 5, caractérisé en ce que chaque capteur est connecté à une unité de traitement (8) chargée de mesurer la variation de résistance de celui-ci ou de sa jauge de contrainte (5), et de convertir ladite variation mesurée en une force. 7) Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la carte (1) est en epoxy multicouche et en ce que des liaisons filaires (7) pour relier les capteurs aux unités de traitement correspondantes sont prévues dans l'une des couches de ladite carte (1).