Brevet FR2816707A1 — publié le 20020517

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mesure comprenant un transducteur du type rhéostat. La présente invention trouve tout particulièrement application dans la conception de dispositifs de mesure comprenant un transducteur du type rhéostat, destinés à la mesure du niveau et/ou volume du carburant dans le réservoir d'un véhicule automobile. On a déjà proposé de nombreux dispositifs destinés à cette application particulière, comprenant un équipage mobile pourvu d'un flotteur apte à suivre le niveau d'un liquide et associé au curseur d'un rhéostat, de telle sorte que ce dernier fournisse une information représentative de la position du flotteur et donc du niveau et/ou du volume de liquide. On a ainsi déjà proposé des rhéostats formés d'un support en matériau électriquement isolant revêtu d'une piste en matériau électriquement résistant, de résistivité contrôlée, sur laquelle se déplace le curseur associé à l'équipage mobile. Les rhéostats du type précité ont pour inconvénient de présenter une dérive dans le temps, en raison de l'usure inévitable de la piste de résistivité contrôlée, résultant du frottement occasionné par le curseur mobile. Pour éliminer cet inconvénient, il a été proposé et réalisé depuis de nombreuses années, des rhéostats formés d'un support en matériau électriquement isolant, notamment en verre revêtu d'une première piste en matériau électriquement résistant, de résistivité contrôlée, et d'une pluralité de secondes pistes séparées, réalisées en matériau conducteur, raccordées de façon échelonnée à la piste résistive et s'étendant chacune en regard du trajet de déplacement du curseur. L'information représentative du niveau ou volume de liquide est prélevée entre l'une des extrémités de la piste résistive et le curseur. Les rhéostats ainsi proposés ont déjà rendu de grands services. De nombreuses variantes de tels rhéostats ont été déjà été proposées (voir par exemple US-A-3 614 704, EPA-0 023 949, GB-A-2 083 710 et GB-A-2 048 495). Plus précisément, après avoir proposé un dispositif comprenant une piste en matériau résistif associée à une série de pistes conductrices sur lesquelles se déplace le contact d'un curseur, il a été proposé des variantes dans lesquelles le curseur comporte deux éléments de contact pour améliorer la fiabilité du système. Comme décrit dans la demande FR-A-2 619 911, pour améliorer encore la fiabilité, on a ensuite proposé des dispositifs dans lesquels le curseur et chacune des pistes électriques associées possèdent deux éléments de contact respectivement en regard, et les deux éléments de contact de l'un au moins des deux ensembles sont décalés relativement dans la direction de déplacement du curseur, de telle sorte que lorsque l'un des éléments de contact du curseur est centré sur l'élément de contact associé d'une piste ménagée sur le support, l'autre élément de contact du curseur est centré sensiblement sur l'intervalle ménagé entre deux éléments de contact qui lui sont associés des pistes ménagées sur le support. Cependant, de nos jours, les dispositifs de mesure précédemment évoqués à double contact, permettant de réduire les problèmes de discontinuité électrique, ont une résolution angulaire moins bonne que les dispositifs à simple contact. Ceci est dû au fait que les pavés de contact des pistes et les espaces intercontact ont une dimension minimum, imposée par la technologie, qu'il faut respecter. Par conséquent les pistes dont le rayon de courbure est le plus faible imposent la résolution angulaire la moins bonne. La présente invention a maintenant pour but de proposer un dispositif présentant de meilleures performances que les dispositifs connus de l'état de la technique. La présente invention a en particulier pour but de proposer un nouveau dispositif présentant une meilleure résolution que les dispositifs antérieurs. Ces buts sont atteints dans le cadre de la présente invention, grâce à un dispositif de mesure comprenant un transducteur du type rhéostat comportant deux ensembles coopérant, l'un formé d'un curseur mobile, l'autre formé d'un support en matériau électriquement isolant portant une plage de matériau électriquement résistif et une pluralité de pistes en matériau électriquement conducteur en contact réparti avec la piste résistive et s'étendant en regard du trajet de déplacement du curseur, caractérisé par le fait que le curseur comprend deux éléments de contact distincts électriquement solidaires et que les pistes sont réparties en deux séries séparées disposées respectivement en regard de l'un des deux éléments de contact du curseur, la position relative des pistes entre les deux séries étant décalée d'un demi pas par rapport aux éléments de contact du curseur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif et sur lequel la figure unique représente une vue schématique en plan d'un dispositif conforme à un mode de réalisation préférentiel de la présente invention. On aperçoit sur la figure annexée un rhéostat conforme à la présente invention, schématiquement illustré et, comprenant deux ensembles : un curseur 100 et un support à piste résistive 200. Sur la figure annexée, le curseur 100 est schématisé sous forme de deux contacts 110,120 en matériau électriquement conducteur solidaire d'un équipage lié à un levier support de flotteur connu en soi. L'équipage qui porte les deux contacts 110,120 est monté en rotation par tout moyen connu approprié autour d'un axe 0-0. Les deux contacts 110,120 sont situés sur un même rayon R dressé à partir de l'axe 0-0. La structure d'un tel équipage et du levier support de flotteur associé est bien connue en elle-même de l'homme de l'art et ne sera donc pas décrite dans le détail par la suite. Le support isolant 200 est formé de préférence d'une plaquette de contour rectangulaire réalisée en tout matériau électriquement isolant approprié, par exemple en céramique, alumine, ou encore en verre. La plaquette 200 porte une piste résistive 210. Celle-ci est réalisée par une technique de dépôt connue de l'homme de l'art. De préférence, la piste 210 est généralement incurvée sous forme d'un secteur de couronne centré sur l'axe 0-0. Comme on le voit sur la figure annexée, pour l'essentiel la piste résistive 210 est placée entre le trajet de déplacement des deux contacts 110,120 précités. Par ailleurs, le support 200 porte des pistes électriquement conductrices, plus précisément deux séries 220,230 distinctes et séparées de pistes en matériau électriquement conducteur. Les pistes électriquement conductrices 220,230 sont en contact réparti avec la piste résistive 210, sur la longueur de celle-ci. Par ailleurs, les deux séries de pistes électriquement conductrices 220, 230 s'étendent respectivement en regard du trajet de déplacement de l'un des contacts 110 ou 120 du curseur 100. On notera que sur la figure annexée, le pas des pistes 220,230 a été augmenté par rapport à la réalisation réelle pour la compréhension du dessin. Chacune des pistes 220,230 est de préférence globalement rectiligne et s'étend selon un rayon dressé à partir de l'axe 0-0. Plus précisément encore de préférence, chacune des pistes 220,230 est composée de deux segments : un segment 222,232 de faible largeur superposé à la piste résistive 210 et un segment 224,234 de largeur plus importante situé en regard d'un plot de contact 110,120 du curseur. De préférence, les deux séries de pistes 220,230 ont un pas constant et identique référencé T. Par ailleurs, comme on l'a mentionné précédemment dans le cadre de l'invention, les pistes des deux séries 220,230 sont décalées entre elles d'un demi pas T/2 Plus précisément encore, comme illustré sur la figure annexée, de préférence deux séries de pistes 220, 230 sont disposées respectivement de part et d'autre de la piste résistive 210, les pistes 220 étant situées radialement sur l'extérieur de la piste résistive 210, tandis que les pistes 230 sont situées radialement sur l'intérieur de celle-ci. Les pistes 230 situées radialement sur l'intérieur de la piste résistive 210 et ayant par conséquent le rayon de courbure le plus faible, sont définies dans la largeur des segments 234 et dans la distance intercontact entre ceux-ci, à la limite ou proche de la limite de la faisabilité technique. Ces paramètres imposent par conséquent le pas minimal T. De préférence, la piste résistive 210 est déposée en premier lieu, puis les pistes électriquement conductrices 220,230 sont déposées par sérigraphie. De façon connue en soi, la largeur radiale de la piste résistive 210 peut être modulée, lors du dépôt sérigraphique ou par usinage ultérieur, par exemple au laser, pour définir une évolution de la résistance de cette piste résistive 210 tenant compte de la géométrie du réservoir. Par ailleurs, la valeur de la résistance présentée en regard des contacts du curseur 110,120 peut être affinée à l'aide de résistance (s) additionnelle (s) déposée (s) sur le support 200, reliée (s) par des pistes adaptées à des zones choisies de la piste résistive 210, lesdites résistances additionnelles étant elles-mêmes susceptibles d'usinage au laser pour affiner la valeur du rhéostat. L'homme de l'art comprendra aisément que, grâce aux dispositions précitées, lorsque l'un 110 des éléments de contact du curseur est centré sur l'élément de contact associé 220, l'autre élément de contact 120 du curseur est centré sensiblement sur l'intervalle ménagé entre deux éléments de contact 230 qui lui sont associés. Ainsi, le dispositif conforme à la présente invention conduit à une résolution de c/2, c'est-à-dire la moitié des pas des pistes 220 ou 230. Par ailleurs, de préférence, la largeur des éléments de contact 110,120 du curseur (le diamètre dans le cas de grain de contact circulaire) est supérieure à l'intervalle séparant deux plages de contact 220 ou 230 adjacentes. Ainsi, les deux plots de contact 120,130, qui sont électriquement solidaires restent chacun en permanence en contact avec l'une au moins des pistes 220, 230. Cette disposition permet d'obtenir une information fiable malgré la discontinuité des pistes 220,230. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. Ainsi par exemple selon une variante, le curseur portant les deux plots 110,120 peut être guidé à translation dans la direction d'élongation de la piste résistive 210, et non pas à rotation. Dans ce cas, la piste résistive 210 est globalement linéaire et non pas incurvée. L'homme de l'art comprendra aisément que la présente invention permet grâce à l'utilisation de deux contacts 110,120 sur le curseur, de réduire le risque de rupture de contact, et par ailleurs grâce à l'utilisation de deux séries de pistes 220,230 coopérant respectivement avec les plots de contact 110,120, liées à la piste résistive 210, mais distinctes, c'est-à-dire séparées entre elles, d'améliorer également la résolution. En effet, à titre d'exemple : - un dispositif classique à piste résistive mais comportant une seule série de pistes de contact liées à la couche résistive, dont le rayon de courbure est de l'ordre de 23 mm, donne une résolution de 10 ; - un dispositif à couche résistive comportant une seule série de pistes de contact liées à la couche résistive dont le rayon de courbure est de l'ordre de 17 mm, donne une résolution de 1, 40 ; et un système classique comportant une couche résistive associée à deux pistes liées à la même couche résistive, de rayons de courbure respectifs de 23 et 17 mm, donne une résolution de 1, 40. Au contraire, le dispositif conforme à la présente invention comportant une piste résistive 210 et des pistes conductrices 220,230 dont les rayons de courbure moyens sont de l'ordre de 23 et 17 mm, donne une résolution de l'ordre de 0, 70. Ainsi, il apparaît clairement que la présente invention permet d'obtenir, tout en bénéficiant de la fiabilité du double contact, une résolution égale ou supérieure à celle d'une jauge à simple contact. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure, notamment pour la mesure d'un niveau ou d'un volume de carburant dans un réservoir de véhicule automobile, comprenant un transducteur du type rhéostat comportant deux ensembles (100,200) coopérants, l'un (100) formé d'un curseur mobile, l'autre (200) formé d'un support en matériau électriquement isolant portant une plage de matériau électriquement résistif (210) et une pluralité de pistes (220,230) en matériau électriquement conducteur, en contact réparti avec la piste résistive (210) et s'étendant en regard du trajet de déplacement du curseur, caractérisé par le fait que le curseur (100) comprend deux éléments de contact distincts (110,120) électriquement solidaires et que les pistes sont réparties en deux séries séparées (220,230) disposées respectivement en regard de l'un des deux éléments de contact du curseur (110,120), la position relative des pistes (220,230) entre les deux séries étant décalée d'un demi pas (T/2) par rapport aux éléments de contact (110,120) du curseur. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le curseur (100) est mobile à rotation. 3. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la piste résistive (210) est incurvée. 4. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'une série de pistes électriquement conductrices (220) est située radialement sur l'extérieur de la piste résistive (210), tandis que l'autre série de pistes électriquement conductrices (230) est située radialement sur l'intérieur de la piste résistive (210). 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les deux éléments de contact (110,120) du curseur sont situés sur un même rayon (R) par rapport à l'axe de rotation du curseur. 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les pistes en matériau électriquement conducteur (220,230) sont globalement rectilignes. 7. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 ou 6, caractérisé par le fait que chaque piste en matériau électriquement conducteur comprend un segment fin (222,232) superposé à la piste résistive et un segment plus épais (224,234) situé respectivement en regard d'un élément de contact (110,120) du curseur. 8. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le pas angulaire est identique pour les deux séries de pistes (220,230) en matériau électriquement conducteur. 9. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le pas angulaire des pistes (220,230) en matériau électriquement conducteur est de l'ordre de 1, 40. 10. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le rayon de courbure moyen correspondant au trajet de déplacement des deux éléments de contact (110,120) du curseur est respectivement de l'ordre de 23 et 17 mm.