Brevet FR2812391A1 — publié le 20020201

-I- DISPOSITIF DE MESURE NOTAMMENT POUR UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE-CLIMATISTION La présente invention concerne un dispositif de mesure qui présente des capteurs présentant une variation d'impédance ou de tension, notamment des capteurs de température, qui convient plus particulièrement à une installation de chauffage- climatisation. Dans les installations de chauffage- climatisation, les capteurs de température pour la climatisation sont en général des composants passifs de type thermistance et plus particulièrement thermistance à coefficient de température négatif (CTN). Ils sont généralement polarisés par une source de tension étalon par exemple à 5V, au travers d'une résistance, notamment d'une résistance de précision de classe 1%. La tension mesurée aux bornes de la thermistance est ensuite amplifiée et mesurée par un dispositif de régulation thermique à microprocesseur. Un tel dispositif classique impose pour chaque capteur de relier deux fils de connexion à la carte de régulation que comporte le microprocesseur. Dans un système de climatisation comportant 6 capteurs de température, il faut disposer de 12 connexions directes ou indirectes vers la carte de régulation, d'o un coût élevé du faisceau de fils et de la connectique associés et des problèmes de fiabilité qui résultent de la relative complexité de l'ensemble. Un but de l'invention est de proposer de réduire au moins par deux le nombre de points de connexion des capteurs. Un autre but de l'invention est de réduire le nombre d'entrées de mesure analogique de la carte de régulation. -2- Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif plus simple et donc de meilleure fiabilité. Au moins un des buts précités est atteint grâce à un dispositif de mesure destiné notamment à une installation de chauffage-climatisation, et comprenant des capteurs polarisés par au moins une source d'alimentation électrique caractérisé en ce qu'il comporte au moins une branche série présentant une première et une deuxième borne couplées à des bornes d'une dite source10 d'alimentation, ladite première branche présentant d'une part une première et une deuxième diode tête-bêche connectées entre la première et la deuxième borne de la branche série, et d'autre part un premier et un deuxième capteurs connectés en série entre la première et la deuxième borne de la branche série, le point commun entre la première et la deuxième diode étant connectées au point commun entre le premier et le deuxième capteurs, et en ce qu'il comporte un dispositif de commutation pour inverser le sens de ladite polarisation de sorte que le premier ou le deuxième capteur soit traversé par un courant. Les capteurs peuvent être d'un type présentant une variation d'impédance en particulier des capteurs de température. Le dispositif peut être caractérisé en ce qu'au moins une borne d'une dite source d'alimentation est connectée d'une part à une résistance de polarisation en série avec une première source de tension ayant un premier potentiel et d'autre part à un élément de commutation, notamment un transistor, présentant un premier état non passant, et un deuxième état passant pour porter ladite borne à un deuxième potentiel, ladite résistance de polarisation en série avec la première source de tension et l'élément de commutation constituant un dispositif bistable. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif est caractérisé en ce que la première et la -3- deuxième borne de ladite branche série est chacune couplée à un dit dispositif bistable, et en ce que ledit dispositif de commutation est agencé pour placer alternativement l'élément de commutation d'un des dispositifs bistables dans le premier état passant et l'élément de commutation de l'autre dispositif bistable dans le deuxième état non passant. Le dispositif présente avantageusement n branches série BSl... BSn connectées en série et couplées à n-1 bornes d'alimentation BAl... BAn-1. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif présente au moins une branche série couplée à une borne d'alimentation de rang P BSp et à une borne d'alimentation de rang (p + q) BSp+q avec q > 1. Le dispositif peut être caractérisé en ce qu'il présente un microprocesseur pour commuter au moins un dispositif de commutation et pour mesurer au moins une tension développée par un capteur, notamment de température. Ladite commutation est de préférence séquentielle de manière à permettre une lecture de chacun des capteurs. Enfin, l'invention concerne une installation de chauffage et/ou climatisation tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après, en liaison avec les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre un dispositif de l'art antérieur, la figure 2a représente un mode de réalisation de l'invention dont la figure 2b constitue un schéma équivalent dans un des états des transmissions Tl et T2, - la figure 3 représente une variante de branche série, -4- - les figures 4 et 5 représentent des variantes préférées de l'invention. Un dispositif de l'art antérieur est représenté à la figure 1. Un capteur de température CT par exemple une thermistance à coefficient de température négatif est connecté par des fils 11 et 12 à des entrées d'une carte de régulation 1, constitué par exemple par un circuit imprimé portant un microprocesseur MP et une résistance de polarisation Rp connectée à une source de tension de 5V au fil 11, le fil 12 étant mis à la masse. Dans ce type de montage, il faut deux fils de connexion à la carte de régulation 1 pour chaque capteur CT. A la figure 2a, deux thermistances CT1 et CT2 sont déposés en série entre des bornes 2 et 3. Des diodes Dl et D2 sont connectées aux bornes des thermistances CT1 et CT2, mais avec des sens de connexion inverses, de sorte que les diodes Dl et D2 sont montées tête-bêche, ayant leur cathode en commun comme représenté20 (ou leur anode en commun comme représenté à la figure 3 avec les diodes D'1 et D'2). Les fils 15 et 16 sont connectés à des bornes BAl et BA2 de la carte 1. Les capteurs sont polarisés par deux résistances de polarisation Rpl et Rp2 connectées à25 une source de tension V et respectivement aux fils 15 et 16. Le fil 15 est connecté à une borne du capteur CT2 et à une entrée analogique Anl du microprocesseur MP. Le fil 16 est connecté à une borne du capteur CT1 et à une entrée analogique An2 du microprocesseur MP. Le microprocesseur MP commande alternativement les transistors T1 et T2. Le transistor T1 a sa base connectée à une entrée de commande Cdl de MP, son émetteur connecté à la masse, et son collecteur connecté à la métallisation 15' qui va de la borne BAl à l'entrée Anl. -5- De même, le transistor T2 à sa base connectée à l'entrée de commande Cd2, son émetteur connecté à la masse, et son collecteur connecté à la métallisation 16' qui va de la borne BA2 à l'entrée An2. Lorsque Tl est fermé et que T2 est à l'état passant, la borne BA2 est portée au potentiel de masse (ou à un autre potentiel choisi différent de V) et la borne BAl est alimentée à travers la résistance Rpl, comme le montre la figure 3. Dans cet état, D2 est en direct et court- circuite le capteur CT2, alors que Dl est en inverse, ce qui permet de sélectionner le capteur CT1 en vue d'une mesure. Dans l'autre état (T1 passant, T2 fermé), la borne BAl est portée au potentiel de masse (ou à un autre potentiel différent de V) et la diode Dl est en direct pour court-circuiter CT1, alors que la diode D2 est en inverse, ce qui permet de sélectionner le capteur CT2 en vue d'une mesure.20 En commutant séquentiellement les transistors entre les deux états précités, on obtient une lecture alternée des capteurs CT1 et CT2 par multiplexage temporel. La figure 4 illustre un regroupement de branches série comportant chacune deux capteurs CT en série avec en parallèle deux diodes tête-bêche. La branche série (CT10, CTll, D10, Dll) est disposée en série avec la branche série (CT20, CT21, D20, D21) les extrémités de ces branches étant connectées à des bornes30 BA1, BA2 et BA3 de la carte 1. Ce montage en nécessite que trois fils 15, 16, 17 pour quatre capteurs. On peut également adjoindre à cet ensemble une branche série (CT3, CT4, D3, D4) entre les bornes BAl et BA3, ce qui permet de commander 6 capteurs à partir de 335 bornes BA1, BA2 et BA3 de la carte de régulation 1. -6- Chacun des commutateurs Ci, C2, C3 peut porter les bornes BAl, BA2, BA3, à un potentiel V (par exemple V) ou à un potentiel de masse. Suivant les différentes tensions des bornes BAl, BA2, BA3, on a: BAl BA2 BA3 CAPTEURS ACTIFS V O O CT4, CTll V V O CT4, CT2110 O V O CT10, CT21 O O V CT3, CT20 V O V CTll,CT20 O V V CT3,CT10 On obtient ainsi un fonctionnement par paires de capteurs actifs. A partir des quatre premiers états par exemple, on peut balayer l'ensemble des capteurs. Il suffit par conséquent de commuter séquentiellement les20 commutateurs Cl, C2 et C3 pour obtenir, par multiplexage temporel, un balayage en lecture de chacun des capteurs. La figure 5 montre un mode de réalisation selon lequel n branches série BS1, BS2... BSn sont connectées aux bornes BAl, BA2, BAp, BAn+l.25 En outre, d'autres branches série par exemple (D3, D4, CT3, CT4) connectée entre BAl et BA3, (D5, D6, CT5, CT6) connectée entre BA3 et BAn ou bien encore (D7, D8, CT7, CT8) connectée entre BA2 et BAn+1 peuvent être ajoutées en particulier pour fournir des possibilités30 supplémentaires de détection sans augmenter le nombre de fils, ni les connexions de la carte 1. Ces branches série ajoutées en particulier sont connectées entre deux bornes BAp, et BAp+q non contiguës, c'est-à-dire q > 1, de manière à créer des35 trajets de courants différents de ceux qui existaient du fait de la présence des n branches série en série. De la -7- même façon que dans le cas de la figure 4, un multiplexage temporel peut permettre. de lire séquentiellement chacun des capteurs. L'invention est susceptible de s'appliquer à la mesure ou captation de dipôles présentant une variation d'impédance (thermistance, jauge de contrainte, etc...) ou de tension (capteur solaire, etc...) -8- REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure destiné notamment à une installation de chauffageclimatisation, et comprenant des capteurs polarisés par au moins une source d'alimentation électrique caractérisé en ce qu'il comporte au moins une branche série (Dl, D2, CT1, CT2) présentant une première et une deuxième borne couplées à des bornes d'une dite source d'alimentation, ladite première branche présentant d'une part une première (D1) et une deuxième (D2) diode tête-bêche connectées entre la première (2) et la deuxième (3) borne de la branche série (D1, D2, CT1, CT2), et d'autre part un premier (CT1) et un deuxième (CT2) capteur connectés en série entre la première (2) et la deuxième (3) borne de la branche série, le point commun entre la première (D1) et la deuxième (D2) diode étant connecté au point commun entre le premier (CT1) et le deuxième (CT2) capteurs, et en ce qu'il comporte un dispositif de commutation pour inverser20 le sens de ladite polarisation de sorte que le premier (CT1) ou le deuxième (CT2) capteur soit traversé par un courant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une borne (BAl) d'une dite source d'alimentation est connectée d'une part à une résistance de polarisation (Rpl) en série avec une première source de tension ayant un premier potentiel (V) et d'autre part à un élément de commutation, notamment un transistor (Tl, T2), présentant un premier étant non30 passant, et un deuxième état passant pour porter ladite borne à un deuxième potentiel (OV), ladite résistance de polarisation (Rpl) en série avec la première source de tension et l'élément de commutation (T1, T2) constituant un dispositif bistable.35 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première (2) et la deuxième (3) -9- borne de ladite branche série est chacune couplée à un dit dispositif bistable (Tl, T2), et en ce que ledit dispositif de commutation est agencé pour placer alternativement l'élément de commutation (Tl) d'un des 5 dispositifs bistables dans le premier état passant et l'élément de commutation (T2) de l'autre dispositif bistable dans le deuxième étant non passant. 4. Dispositif selon un des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente n branches série BSl... BSn connectées en série et couplées à n-i bornes d'alimentation BAl... BAn-1. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il présente au moins une branche série 'couplée à une borne d'alimentation de rang p BSp et15 à une borne d'alimentation de rang p + q BSp+q avec q > l. 6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un microprocesseur (MP) pour commuter au moins un dispositif20 de commutation et pour mesurer au moins une tension développée par au moins un capteur (CT1, CT2,...). 7. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite commutation est séquentielle de manière à permettre une lecture de chacun25 des capteurs (CT1, CT2,...). 8. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs sont d'un type présentant une variation d'impédance. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les capteurs sont des capteurs de température (CT1, CT2,...). 1O.Installation de chauffage et/ou climatisation, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif selon une des revendications précédentes.35