Brevet FR3037649A1 — publié le 20161223

La présente invention concerne un dispositif de mesure pour mesurer la hauteur de liquide dans un conteneur. De plus, la présente invention concerne un procédé de mesure pour mesurer la hauteur de liquide dans un conteneur. La présente invention s'applique au domaine de la mesure de niveau de liquide dans les véhicules automobiles. Le liquide peut être par exemple de l'urée ou une solution aqueuse d'urée (parfois désignée par le nom commercial AdBlue®). Par véhicule automobile, on entend notamment les véhicules de tourisme, les véhicules utilitaires ou les véhicules industriels par exemple de type camion. US2011290013A1 illustre un dispositif de mesure capacitive pour mesurer la hauteur d'une solution aqueuse d'urée dans un conteneur. Ce dispositif de mesure capacitive comprend deux électrodes immergées, un microcontrôleur relié à une des électrodes et comprenant un circuit de détermination de capacité. Le circuit de détermination de capacité est configuré pour déterminer une première valeur et une deuxième valeur d'une capacité formée par les électrodes et le liquide à partir de tensions mesurées entre les électrodes respectivement pendant une phase de charge et pendant une phase de décharge du condensateur formé par les électrodes et le liquide. Cependant, un dispositif de mesure de l'art antérieur nécessite de soumettre en permanence les électrodes à une différence de potentiel. Or une différence de potentiel permanente ou rémanente induit une consommation permanente d'énergie. De plus, cette différence de potentiel permanente risque d'accumuler des charges négatives sur une électrode, donc d'induire l'électrolyse du liquide et l'usure d'une électrode par oxydoréduction. Ainsi, la dégradation des électrodes et du liquide diminuent au fil du temps la précision de mesure d'un dispositif de mesure de l'art antérieur. La présente invention a notamment pour but de résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant. Version n°-16/06/15 3037649 2 Dans ce but, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure, pour mesurer une hauteur de liquide dans un conteneur, le liquide étant par exemple une solution aqueuse d'urée, le dispositif de mesure comprenant au moins : 5 - deux électrodes destinées à être au moins partiellement immergées dans le liquide lorsque du liquide est introduit dans le conteneur, de sorte que les électrodes et le liquide présent entre les électrodes forment un condensateur variable dont la capacité dépend de la hauteur de liquide dans le conteneur, - un microcontrôleur configuré pour être relié à au moins une des 10 électrodes, le microcontrôleur comprenant un circuit de détermination de capacité configuré pour déterminer : i) une première valeur de la capacité du condensateur variable à partir de tensions mesurées entre les électrodes pendant une phase de charge du condensateur variable, et 15 ii) une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable à partir de tensions mesurées entre les électrodes pendant une phase de décharge du condensateur variable, le dispositif de mesure étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit oscillateur configuré : 20 i) pour générer des signaux à une fréquence de référence lorsque les électrodes ne sont pas reliées au microcontrôleur, et ii) pour générer des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur de liquide dans le conteneur lorsque les électrodes sont reliées au microcontrôleur et immergées dans le liquide ; 25 le microcontrôleur comprenant en outre : - un circuit logique programmable configuré pour former une porte logique inverseuse, la porte logique inverseuse étant agencée de façon à induire des oscillations de tension à la fréquence variable dans le circuit oscillateur, et - un circuit de détermination de fréquence relié au circuit logique 30 programmable et configuré pour déterminer la fréquence variable à partir de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable. Ainsi, un tel dispositif de mesure permet de mesurer la hauteur du liquide dans le conteneur avec une grande justesse sur une grande plage de Version n°-16/06/15 3037649 3 hauteurs de liquide. En effet, la capacité du condensateur variable est déterminée successivement selon deux méthodes, ce qui augmente la robustesse de la mesure capacitive. Avec la première méthode, la capacité du liquide est déterminée par mesure de tensions en charge et décharge, 5 puis, avec la deuxième méthode, la capacité du liquide est déterminée par mesure de fréquences. Après avoir déterminé la capacité du condensateur variable par ces mesures, on peut calculer la capacité du liquide dans le conteneur, puis en déduire la hauteur du liquide dans le conteneur. 10 Après avoir déterminé la fréquence variable, on peut calculer la capacité du condensateur variable, puis en déduire la capacité du liquide, donc la hauteur du liquide dans le conteneur. De plus, un tel dispositif de mesure évite de soumettre les électrodes et le liquide à une différence de potentiel permanente, ce qui réduit 15 la consommation d'énergie et évite l'électrolyse du liquide et l'usure des électrodes par oxydoréduction. Par ailleurs, un tel dispositif de mesure permet de diagnostiquer le fonctionnement correct ou défaillant du dispositif de mesure. En effet, le dispositif de mesure permet de faire deux mesures distinctes pour déterminer 20 la hauteur de liquide. Donc l'une des mesures (fréquence variable, capacité variable) peut servir à déterminer la hauteur de liquide, alors que l'autre mesure (capacité variable, fréquence variable) peut servir à vérifier que le dispositif de mesure fonctionne correctement, par évaluation de l'écart entre les deux mesures. Lorsque la valeur absolue de l'écart entre les deux 25 mesures devient supérieure à un seuil de défaillance prédéterminé, le dispositif de mesure est considéré comme défaillant et un message d'erreur peut être transmis à une unité centrale du véhicule automobile. Dans la présente demande, le terme « relier » et ses dérivés font référence à une liaison permettant le passage d'un courant électrique. Deux 30 éléments peuvent être reliés par l'intermédiaire d'aucun, d'un ou de plusieurs composants. La capacité du condensateur variable formé par les électrodes et le liquide dépend de la hauteur de liquide dans le conteneur, car cette capacité est fonction de la superficie de la partie mouillée de la surface 35 externe des électrodes, c'est-à-dire de la partie qui est en contact avec le Version n°-16/06/15 3037649 4 liquide. Or cette superficie de la partie mouillée augmente lorsque la hauteur de liquide dans le conteneur augmente. Selon une variante, le circuit logique programmable peut être formé par une cellule logique configurable (parfois désignée par le terme 5 anglais « Configurable Logic Cell » ou « CLC »). Selon une variante, la porte logique inverseuse est formée par un circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt (parfois dénommé par le terme anglais « Schmitt trigger »). Selon un mode de réalisation, le microcontrôleur est configuré pour 10 générer : - un premier signal de mesure qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable de sorte que le premier signal de mesure est représentatif de la hauteur de liquide ; et - un deuxième signal de mesure qui est formé à partir de la fréquence 15 variable de sorte que le deuxième signal de mesure est représentatif de la hauteur de liquide ; le microcontrôleur étant en outre configuré pour générer un signal de hauteur qui est formé : - à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure 20 correspond à une hauteur de liquide qui est supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé ; ou - à partir du deuxième signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur de liquide qui est inférieure au seuil de hauteur prédéterminé. 25 En d'autres termes, pour calculer la hauteur de liquide instantanée, une seule des deux mesures effectuées par le microcontrôleur est retenue selon que la hauteur de liquide est grande ou petite. Lorsque le niveau de liquide est haut (par exemple entre 100% et 50% de la hauteur maximale de liquide), le dispositif de mesure exploite des mesures de 30 capacités en charge et en décharge ; ensuite, lorsque le niveau de liquide est bas (par exemple entre 50% et 0% de la hauteur maximale de liquide), le dispositif de mesure exploite des mesures de fréquences. Le basculement entre les deux exploitations dépend du niveau de liquide avec un seuil Version n°-16/06/15 3037649 5 prédéterminé (par exemple 50%) qui peut être une valeur de fréquence ou une valeur de capacité. Ainsi, le dispositif de mesure peut fournir des mesures justes sur une grande plage de hauteur de liquide. En effet, le premier signal de mesure 5 (capacité variable) est plus juste ou plus précis que le deuxième signal de mesure lorsque la hauteur de liquide est grande ; tandis que le deuxième signal de mesure (fréquence variable) est plus juste que le premier signal de mesure lorsque la hauteur de liquide est petite. En effet, lorsque la hauteur de liquide est grande, la capacité du 10 condensateur variable est relativement grande, donc son incertitude de mesure est petite, alors que la fréquence variable est relativement petite, donc son incertitude de mesure est grande et la durée d'une mesure de fréquence est longue. Inversement, lorsque la hauteur de liquide est petite, la fréquence variable est relativement grande, donc son incertitude de mesure 15 est petite et la durée d'une mesure de fréquence est courte, alors que la capacité du condensateur variable est relativement petite, donc son incertitude de mesure est grande. Le logiciel du microcontrôleur opère un choix entre les deux signaux de mesure en fonction du signal mesuré résultant de la mesure de 20 fréquence. En dessous d'un seuil de fréquence prédéterminé, la hauteur de liquide est calculée à partir du signal de mesure résultant de la mesure de capacité (en phases de charge et décharge). Au-dessus de ce seuil prédéterminé, la hauteur de liquide est calculée à partir du signal de mesure résultant de la mesure de fréquence. 25 Selon une variante, le microcontrôleur est configuré pour enregistrer un paramètre représentatif de la hauteur maximale de liquide dans le conteneur, le seuil de hauteur étant une proportion prédéterminée de la hauteur maximale de liquide dans le conteneur. Par exemple, ladite proportion prédéterminée peut être comprise entre 25% et 75%, par exemple entre 40% 30 et 60%. Plus généralement, le seuil de hauteur prédéterminé doit être sélectionné en fonction du liquide dont la hauteur est à mesurer, donc en fonction de l'application prévue pour le dispositif de mesure. Version n°-16/06/15 3037649 6 Selon un mode de réalisation, le circuit de détermination de fréquence comprend : - un compteur configuré pour compter le nombre d'oscillations du circuit oscillateur pendant une durée prédéterminée, et 5 - une boucle d'asservissement de phase configurée pour générer des signaux à fréquence stable de façon à définir une base de temps. Ainsi, un tel circuit de détermination de fréquence, avec boucle d'asservissement de phase, permet de déterminer les fréquences avec une grande justesse. Une boucle d'asservissement de phase est parfois désignée 10 sous le terme anglais « Phase Locked Loop » (PLL). En effet, la boucle d'asservissement de phase incrémente avec précision la base de temps de la mesure de fréquence variable du circuit oscillateur, le compteur mesurant la fréquence variable. Cette boucle d'asservissement de phase multiplie par exemple par quatre la fréquence du 15 circuit oscillateur dans le microcontrôleur. Selon une variante, le compteur est configuré pour s'incrémenter soit lors des fronts montants soit lors des fronts descendants. La durée prédéterminée, usuellement dénommée base de temps, est comprise entre 100 ms et 1000 ms. Cette base de temps est définie par la boucle 20 d'asservissement de phase. Selon un mode de réalisation, la boucle d'asservissement de phase est configurée pour fonctionner à une fréquence stable comprise entre 8 MHz et 32 MHz, par exemple égale à 16 MHz, et la boucle d'asservissement de phase est configurée pour incrémenter le compteur 25 selon une période comprise entre 125 nanosecondes et 31,25 nanosecondes, de préférence sensiblement égale à 62,5 nanosecondes. Ainsi, une telle boucle d'asservissement de phase permet d'augmenter la justesse de la mesure de la hauteur de liquide. Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure comprend 30 en outre un module de communication configuré pour générer des signaux radioélectriques représentatifs de la hauteur de liquide dans le conteneur, les signaux radioélectriques étant exemple de type radio-identification (RFID). Ainsi, le dispositif de mesure peut transmettre à une unité centrale les hauteurs de liquide mesurées, ce qui évite toute liaison filaire, donc toute 35 liaison mécanique, entre l'intérieur et l'extérieur du conteneur. En particulier, Version n°-16/06/15 3037649 7 le dispositif de mesure peut être alimenté électriquement par les signaux radioélectriques (RFID passif). Ainsi, l'étanchéité du conteneur est fiable, car aucune liaison ne doit traverser les parois du conteneur pour atteindre le dispositif de mesure qui est situé dans le conteneur. 5 Selon un mode de réalisation, le circuit logique programmable comprend un circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt. Ainsi, un tel circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt permet d'obtenir un circuit oscillateur stable et dans lequel est éliminé le bruit analogique. 10 Selon un mode de réalisation, le microcontrôleur comprend en outre un convertisseur analogique-numérique relié au circuit de détermination de capacité, le convertisseur analogique-numérique étant configuré pour effectuer des mesures analogiques desdites tensions mesurées entre les électrodes. 15 Ainsi, un tel convertisseur analogique-numérique permet de déterminer les tensions avec une grande précision, ce qui augmente la justesse de la mesure de la hauteur de liquide pendant les phases de charge et de décharge du condensateur variable formé par les électrodes et par le liquide présent entre les électrodes. 20 Selon un mode de réalisation, le circuit de détermination de capacité est configuré : i) pour déterminer la première valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes à des instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable, et 25 ii) pour déterminer la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes à deux instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable. Ainsi, un tel circuit de détermination de capacité permet de 30 déterminer les tensions avec une grande précision, ce qui augmente la justesse de la mesure de la hauteur de liquide. Selon un mode de réalisation, les électrodes sont distantes l'une de l'autre, et les électrodes sont formées par des cylindres ayant des axes parallèles entre eux et, par exemple, des bases circulaires. Version n°-16/06/15 3037649 8 Ainsi, de telles électrodes simplifient la fabrication du dispositif de mesure, ainsi que la programmation des calculs à effectuer à partir du m icrocontrôleur. Selon une variante, les électrodes sont composées d'acier 5 inoxydable. Selon un mode de réalisation, le microcontrôleur comprend en outre un capteur de température, et le microcontrôleur est configuré pour appliquer un facteur de correction en température sur la mesure de la hauteur de liquide. 10 Ainsi, un tel capteur de température permet de compenser les variations de la mesure dues aux variations de la température des circuits électroniques (microcontrôleur). À cet effet, un algorithme logiciel peut utiliser les mesures transmises par le capteur de température. Cette correction ou compensation en température permet d'augmenter la justesse de la mesure 15 de la hauteur de liquide dans le conteneur. L'algorithme logiciel peut être exécuté par une unité centrale ou par le microcontrôleur. Selon une variante, le capteur de température est une résistance variant avec la température, par exemple une résistance à coefficient de température négatif (CTN). 20 Selon une variante, le circuit oscillateur comprend une résistance d'oscillateur et un condensateur d'oscillateur qui sont agencés en parallèle du condensateur variable. Selon une variante, le microcontrôleur peut comprendre un circuit de mesure de résistance configuré pour mesurer la résistance entre les 25 électrodes, ce qui permet d'augmenter la précision de la mesure de la hauteur de liquide dans le conteneur et ce qui permet de déterminer la concentration du liquide en un de ses composants, par exemple la concentration en urée lorsque le liquide est une solution aqueuse d'urée. De plus, la présente invention a pour objet un procédé de mesure, 30 pour mesurer une hauteur de liquide dans un conteneur, le liquide étant par exemple une solution aqueuse d'urée, le procédé de mesure étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes : fournir un dispositif de mesure selon l'invention, Version n°-16/06/15 3037649 9 - générer, au moyen du circuit oscillateur, des signaux à une fréquence de référence lorsque les électrodes ne sont pas reliées au microcontrôleur, - relier les électrodes au microcontrôleur, l'une des électrodes étant reliée à la masse, 5 introduire du liquide dans le conteneur de façon à immerger au moins partiellement les électrodes dans le liquide, - générer, au moyen du circuit oscillateur, des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur de liquide dans le conteneur lorsque les électrodes sont immergées dans le liquide, les oscillations de tension à la 10 fréquence variable étant induites dans le circuit oscillateur par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable, - déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence, au moins une première valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable, 15 - déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité, une première valeur de la capacité du condensateur variable à partir de tensions mesurées entre les électrodes pendant une phase de charge du condensateur variable, et - déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité, une 20 deuxième valeur de la capacité du condensateur variable à partir de tensions mesurées entre les électrodes pendant une phase de décharge du condensateur variable. Ainsi, un tel procédé de mesure permet de déterminer avec une grande justesse la hauteur du liquide dans le conteneur. En effet, la capacité 25 du condensateur variable est déterminée successivement selon deux méthodes, ce qui augmente la robustesse de la mesure capacitive. Avec la première méthode, la capacité du liquide est déterminée par mesure de tensions en charge et décharge, puis, avec la deuxième méthode, la capacité du liquide est déterminée par mesure de fréquences. 30 Dans la présente demande, le terme « masse » désigne un potentiel de référence. Par exemple, le potentiel de référence peut être 0 V. Selon une variante, l'étape de détermination de la première valeur de la capacité du condensateur variable comprend au moins une étape de mesure et au moins une étape de calcul. Version n°-16/06/15 3037649 10 Selon une variante, l'étape de détermination de la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable comprend une au moins étape de mesure et au moins une étape de calcul. Selon une variante, l'étape de détermination de la fréquence 5 variable comprend au moins une étape de mesure et au moins une étape de calcul. Selon un mode de réalisation, le procédé de mesure comprend en outre les étapes : - générer, au moyen du microcontrôleur, un premier signal de mesure qui 10 est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable de sorte que le premier signal de mesure est représentatif de la hauteur de liquide ; et - générer, au moyen du microcontrôleur, un deuxième signal de mesure qui est formé à partir de la fréquence variable de sorte que le deuxième signal de 15 mesure est représentatif de la hauteur de liquide ; - générer, au moyen du microcontrôleur, un signal de hauteur qui est formé : à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur de liquide qui est supérieure à un 20 seuil de hauteur prédéterminé ; ou à partir du deuxième signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur de liquide qui est inférieure au seuil de hauteur prédéterminé. Ainsi, le dispositif de mesure peut fournir des mesures justes sur 25 une grande plage de hauteur de liquide. En effet, le premier signal de mesure (capacité variable) est plus juste ou plus précis que le deuxième signal de mesure lorsque la hauteur de liquide est grande ; tandis que le deuxième signal de mesure (fréquence variable) est plus juste que le premier signal de mesure lorsque la hauteur de liquide est petite. 30 Selon une variante, le procédé de mesure comprend en outre une étape d'enregistrement, dans laquelle le microcontrôleur enregistre un paramètre représentatif de la hauteur maximale de liquide dans le conteneur, le seuil de hauteur étant une proportion prédéterminée de la hauteur maximale de Version n°-16/06/15 3037649 11 liquide dans le conteneur. Par exemple, ladite proportion prédéterminée peut être comprise entre 25% et 75%, par exemple entre 40% et 60%. Selon un mode de réalisation, le procédé de mesure comprend en outre les étapes : 5 - déconnecter l'électrode initialement reliée à la masse, - porter l'électrode ainsi déconnectée à un potentiel positif, par exemple à un potentiel de 5 V, et - générer de nouveau, au moyen du circuit oscillateur, des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur de liquide dans le conteneur 10 lorsque les électrodes sont immergées dans le liquide, les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites dans le circuit oscillateur par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable. Selon un mode de réalisation, le procédé de mesure comprend en outre les étapes : 15 - déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence, au moins une deuxième valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable, et - calculer une valeur moyenne de la fréquence variable à partir de la première valeur de la fréquence variable et à partir de la deuxième valeur de 20 la fréquence variable. Ainsi, la valeur moyenne de la fréquence variable permet calculer la hauteur de liquide. Ces étapes permettent d'augmenter la justesse de la mesure de la hauteur de liquide et d'éviter l'accumulation de charges négatives sur la même électrode. En effet, la justesse est augmentée, car on 25 utilise la première valeur et la deuxième valeur de la fréquence variable. Selon une variante, l'étape de détermination de la deuxième valeur de la fréquence variable comprend au moins une étape de mesure et au moins une étape de calcul. Selon un mode de réalisation, le procédé de mesure comprend en 30 outre une étape consistant à relier chaque électrode à la masse. Ainsi, ces liaisons à la masse permettent de décharger électriquement le liquide et d'annuler la différence de potentiel générée entre les électrodes lors des étapes précédentes. Les électrodes peuvent rester à la masse pendant une durée prédéterminée, par exemple pendant les étapes de Version n°-16/06/15 3037649 12 détermination, les étapes de calcul et les étapes de transmission des résultats (mesures et calculs) à une unité centrale. De plus, les électrodes peuvent rester à la masse lorsqu'on n'effectue pas de mesure. Par exemple, les mesures peuvent être effectuées 5 seulement lorsque le véhicule automobile est à l'arrêt ou seulement lors de roulages à vitesse constante, ce qui évite des perturbations dûes à des vagues dans la solution aqueuse d'urée. Selon une variante, le procédé de mesure peut comprendre une étape consistant à désactiver temporairement le circuit logique programmable. 10 Ainsi, une telle étape permet de relier à la masse l'électrode qui est initialement reliée au circuit logique programmable. Selon un mode de réalisation, le circuit de détermination de fréquence comprend : - un compteur configuré pour compter le nombre d'oscillations du circuit 15 oscillateur pendant une durée prédéterminée, et - une boucle d'asservissement de phase configurée pour générer des signaux à fréquence stable de façon à définir une base de temps ; le microcontrôleur comprend en outre un convertisseur analogique-numérique relié au circuit de détermination de capacité, le 20 convertisseur analogique-numérique étant configuré pour effectuer des mesures analogiques desdites tensions mesurées entre les électrodes, et le circuit de détermination de capacité est configuré : i) pour déterminer la première valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes à des 25 instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable, et ii) pour déterminer la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes à deux instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable ; 30 et le procédé de mesure comprend en outre les étapes : - réinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement de phase, - relier une électrode au convertisseur analogique-numérique et relier une électrode à la masse, Version n°-16/06/15 3037649 13 - déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité, la première valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes à deux instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable, les tensions étant converties en 5 valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique, - réinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement de phase, et - déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité, la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable à partir d'au moins 10 deux tensions mesurées entre les électrodes à des instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable, lesdites tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique. Selon une variante, les instants pendant la phase de charge du condensateur variable sont sélectionnés entre 0 et 1000 millisecondes. Par 15 exemple, les instants pendant la phase de charge du condensateur variable sont fixés à 100 millisecondes et à 300 millisecondes. Selon une variante, les instants pendant la phase de décharge du condensateur variable sont sélectionnés entre 0 et 1000 millisecondes. Par exemple, les instants pendant la phase de décharge du condensateur variable 20 sont fixés à 100 millisecondes et à 300 millisecondes. Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure comprend en outre une résistance d'oscillateur et un condensateur d'oscillateur, la charge du condensateur variable et la décharge du condensateur variable étant réalisées à travers la résistance d'oscillateur, et 25 - pendant la phase de charge du condensateur variable, la résistance d'oscillateur est portée à un potentiel positif, par exemple à un potentiel de 5 V, et - pendant la phase de décharge du condensateur variable, la résistance d'oscillateur est reliée à la masse. 30 Selon une variante, la base de temps est réinitialisée lorsque la résistance d'oscillateur est reliée à la masse. Les modes de réalisation et les variantes mentionnés ci-avant peuvent être pris isolément ou selon toute combinaison techniquement admissible. Version n°-16/06/15 3037649 14 La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 5 - la figure 1 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif de mesure conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 1, au cours d'une étape d'un procédé de mesure conforme à l'invention ; 10 - la figure 3 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de mesure ; - la figure 4 est une vue schématique d'une partie du dispositif de mesure de la figure 2 qui est différente de la figure 1 ; 15 - la figure 5 est une vue schématique symbolisant la partie du dispositif de mesure de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de mesure ; 20 - la figure 7 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de mesure ; - la figure 8 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de 25 mesure ; - la figure 9 est une vue schématique du dispositif de mesure de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de mesure ; - la figure 10 est une vue schématique du dispositif de mesure 30 de la figure 2, au cours d'une étape ultérieure du procédé de mesure ; - la figure 11 est un organigramme illustrant le procédé de mesure conforme à l'invention ; et Version n°-16/06/15 3037649 15 la figure 12 est un diagramme illustrant des mesures effectuées avec le dispositif de mesure de la figure 1 et suivant le procédé de mesure de la figure 11. Les figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 illustrent un dispositif de 5 mesure 1, pour mesurer la hauteur Hu de liquide U dans un conteneur 4. Le liquide U est ici une solution aqueuse d'urée. Le dispositif de mesure 1 comprend deux électrodes 11 et 12 qui sont destinées à être immergées, totalement ou partiellement, dans le liquide U lorsque du liquide U est introduit dans le conteneur 4. Les électrodes 11 et 12 10 sont ici composées d'acier inoxydable. Après immersion, les électrodes 11 et 12 et le liquide U présent entre les électrodes 11 et 12 forment un condensateur variable dont la capacité CT dépend notamment de la hauteur Hu de liquide U dans le conteneur 4 et de la capacité CR d'un condensateur de référence CR. Comme ces condensateurs sont en parallèle, la capacité CT du 15 condensateur variable correspond à la somme de la capacité CR du condensateur de référence CR, de la capacité Cu du liquide U et de la capacité CA de l'air entourant les électrodes. Comme le montre la figure 4, le conteneur 4 en service contient de l'air au-dessus du liquide U, avec une hauteur d'air HA qui est variable. Comme 20 le montre la figure 5, les parties émergées des électrodes 11 et 12 et l'air forment un condensateur secondaire CA dont la capacité dépend de la hauteur d'air HA. Dans l'exemple des figures 1 à 5, les électrodes 11 et 12 sont distantes l'une de l'autre. Les électrodes 11 et 12 sont ici formées par des 25 cylindres ayant des axes parallèles entre eux et des bases circulaires. Le rayon du cylindre formant l'électrode 11 est noté r11 et le rayon du cylindre formant l'électrode 12 est noté r12. La distance entre les électrodes 11 et 12 est notée D. Chaque rayon r11 et r12 peut être environ égal à 2 mm. La distance D peut être comprise entre 1 et 8 fois le rayon r11 ou r12 des tiges 11 30 et 12. Dans l'exemple des figures 1 à 5, La distance D est ici environ égale à 10 mm. De plus, le dispositif de mesure 1 comprend un microcontrôleur 16 qui est configuré pour être relié, directement ou indirectement, à chaque électrode 11 et 12. Dans l'exemple des figures 2 et 3, le microcontrôleur 16 en 35 service est relié directement à chaque électrode 11 et 12. Le microcontrôleur Version n°-16/06/15 3037649 16 16 a notamment trois entrées-sorties P1, P2 et P3. L'électrode 11 est reliée à l' entrée-sortie P1 et l'électrode 12 est reliée à l'entrée-sortie P3. Comme le montrent les figures 7 et 8, le microcontrôleur 16 comprend un circuit de détermination de capacité 20 configuré pour 5 déterminer : i) une première valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir d'au moins deux tensions mesurées à des instants respectifs entre les électrodes 11 et 12 pendant une phase de charge du condensateur variable CT, et ii) une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir d'au 10 moins deux tensions mesurées à des instants respectifs entre les électrodes pendant une phase de décharge du condensateur variable CT. Dans le microcontrôleur 16, une base de temps est définie par une boucle d'asservissement de phase 36 pour déterminer ces instants respectifs. En l'occurrence, les instants pendant la phase de charge du 15 condensateur variable CT sont fixés à 100 millisecondes et à 300 millisecondes. De même, les instants pendant la phase de décharge du condensateur variable CT sont fixés à 100 millisecondes et à 300 millisecondes. Le microcontrôleur 16 comprend en outre un convertisseur 20 analogique-numérique 22 qui est relié au circuit de détermination de capacité 20. Le convertisseur analogique-numérique 22 est configuré pour effectuer des mesures analogiques des tensions mesurées entre les électrodes 11 et 12, afin de déterminer la première valeur et la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable CT. 25 Par ailleurs, le dispositif de mesure 1 comprend un circuit oscillateur 24, qui a notamment pour fonction de définir une fréquence de référence. À cet effet, le circuit oscillateur 24 comprend une résistance d'oscillateur R et un condensateur d'oscillateur CR. La résistance d'oscillateur R et le condensateur d'oscillateur CR sont ici agencés en parallèle du 30 condensateur que forme la capacité Cu du liquide U. Version n°-16/06/15 3037649 17 Le circuit oscillateur 24 est configuré : i) pour générer des signaux à une fréquence de référence fR lorsque les électrodes 11 et 12 ne sont pas reliées au microcontrôleur 16 (figure 1), et ii) pour générer des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur 5 Hu de liquide U dans le conteneur 4 lorsque les électrodes 11 et 12 sont reliées au microcontrôleur 16 et immergées dans le liquide U (figure 2). Le microcontrôleur 16 comprend en outre un circuit logique programmable 30. Le circuit logique programmable 30 est ici formé par une cellule logique configurable (CLC). Le circuit logique programmable 30 forme 10 ici le circuit oscillateur 24, avec la résistance d'oscillateur R et le condensateur d'oscillateur CR. Le circuit logique programmable 30 est configuré pour former une porte logique inverseuse. Cette porte logique inverseuse est agencée de façon à induire des oscillations de tension à la fréquence variable dans le 15 circuit oscillateur 24. Dans l'exemple des figures 1 à 3, cette porte logique inverseuse comprend un circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt. De manière connue en soi, le circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt comprend un amplificateur-opérationnel et une boucle de réaction avec 20 résistance connectée à l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur-opérationnel. Le circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt fonctionne en mode saturé. En outre, le microcontrôleur 16 comprend un circuit de détermination de fréquence 32 qui est relié à la porte logique inverseuse 25 formée par le circuit logique programmable 30. Le circuit de détermination de fréquence 32 est configuré pour déterminer la fréquence variable à partir des signaux issus du circuit logique programmable 30 et de la fréquence de référence définie par le circuit oscillateur 24. Le circuit de détermination de fréquence 32 comprend ici un 30 compteur 34 et une boucle d'asservissement de phase 36. Une boucle d'asservissement de phase est parfois désignée sous le terme anglais « Phase Locked Loop » (PLL). Le compteur 34 est configuré pour s'incrémenter soit à chaque front montant soit à chaque front descendant du signal issu du circuit logique Version n°-16/06/15 303 764 9 18 programmable 30. Le compteur 34 compte pendant une durée prédéterminée t, qui débute lors du démarrage du compteur 34 et qui finit lors de l'arrêt du compteur 34. Le compteur 34 est cadencé par la boucle d'asservissement de phase 36 (PLL). 5 La boucle d'asservissement de phase 36 est configurée pour générer des signaux à fréquence stable de façon à définir une base de temps. Dans l'exemple des figures 1 à 3, la base de temps est une période environ égale à 62,5 nanosecondes. La boucle d'asservissement de phase 36 est configurée pour fonctionner à une fréquence stable environ égale à 10 16 MHz. Par ailleurs, le dispositif de mesure 1 comprend en outre un module de communication 40, qui est configuré pour générer des signaux radioélectriques représentatifs de la hauteur Hu de liquide U dans le conteneur 4. Ces signaux radioélectriques sont ici de type radio-identification (RFID). 15 De plus, le dispositif de mesure 1 comprend un capteur de température 42, qui est ici formé par une résistance à coefficient de température négatif (CTN). Le capteur de température 42 est placé sur la même carte électronique que le microcontrôleur 16. Le microcontrôleur 16 comprend un circuit de mesure de 20 température 44, qui est relié au capteur de température 42 par l'intermédiaire du convertisseur analogique-numérique 22. Après détermination de la température du liquide U, le microcontrôleur 16 est configuré pour appliquer un facteur de correction en température sur la mesure de la hauteur Hu de liquide U. 25 Le calcul de la capacité du condensateur variable CT permet de déterminer la hauteur Hu de liquide U en appliquant les équations (El ) à (E7) suivantes : CT = CR + CA + Cu (El) CR (en F) est une capacité de référence mesurée lorsque les 30 électrodes 11 et 12 ne sont pas reliées au microcontrôleur 16 (figure 1) ; en l'occurrence CR vaut environ 100 nF ; CA (en F) est la capacité de l'air, qui est négligeable ; Cu (en F) est la capacité du liquide U présent autour des électrodes 11 et 12. Version n°-16/06/15 3037649 19 Comme la capacité de l'air CA est négligeable, l'équation (E2) peut être simplifiée en : Cu = CT - CR (E3) La modélisation du dispositif de mesure 1 donne l'équation suivante : Cu 2.7rE COS11-1(D2-rL-rL) 2"rirri2 où : Hu (en m) est la hauteur de liquide U dans lequel sont immergées des portions des électrodes 11 et 12 ; E est la permittivité du milieu à mesurer, ici du liquide U qui est une solution aqueuse d'urée. Avec : E = E0 + Er (E5) 10 où : r11 (en m) est le rayon de l'électrode 11 ; r12 (en m) est le rayon de l'électrode 12 qui est immergée dans le liquide U et couplée à l'électrode 11 ; D (en m) est la distance séparant les électrodes 11 et 12 ; E0 est la permittivité du vide ; Er est la permittivité relative du milieu à mesurer, ici du liquide U. 15 A partir de l'équation (E4), on obtient l'équation suivante : Cu.COS11-1(D2-1Î-i-r-2) 2irE Le calcul de la capacité du condensateur variable CT permet ainsi de déterminer la hauteur Hu de liquide U. Par ailleurs, lorsque le dispositif de mesure 1 est en service, il est 20 commandé suivant le procédé de mesure 100 illustré à la figure 11, pour mesurer la hauteur Hu de liquide U dans un conteneur 4. Lorsque le dispositif de mesure 1 est en service, le procédé de mesure 100 comprend les étapes : 102) fournir le dispositif de mesure 1, 25 104) générer, au moyen du circuit oscillateur 24, des signaux à une fréquence de référence lorsque les électrodes 11 et 12 ne sont pas reliées au microcontrôleur 16 (figure 1) ; la fréquence de référence intervient dans les équations (El 0) à (El 1) suivantes : fR = 0,7.R.CR (E10) Version n°-16/06/15 5 Hu (E4) 2"rirri2 Hu = (E6) 3037649 20 Puis : fR = (El 1) Ncompteur.62,5.10-9 où : Ncompteur est le nombre d'oscillations comptées par le 5 compteur pendant la durée prédéterminée t ; 62,5.10-9 (s) est la période d'oscillation de la boucle d'asservissement de phase 36, qui vaut ici T = 1/(16.106), car la fréquence d'oscillation de la boucle d'asservissement est ici fixée à 16 MHz. En connaissant la fréquence de référence fR, les équations (E10) 10 et (E11) donnent : Ncompteur.62,5.10 9 CT 0,7.R (E12) Donc les équations (E3) et (E12) permettent d'exprimer Cu : Ncompteur.62,5.10 9 Cu - - (E12.1) 0,7.R - 106) relier les électrodes 11 et 12 au microcontrôleur 16, respectivement 15 sur les entrées-sorties P1 et P3, l'électrode 12 étant reliée à la masse, - 108) introduire du liquide U dans le conteneur 4 de façon à immerger au moins partiellement les électrodes 11 et 12 dans le liquide U, en faisant monter le niveau de liquide U, - 110) générer, au moyen du circuit oscillateur 24, des signaux à une 20 fréquence variable dépendant de la hauteur Hu de liquide U dans le conteneur 4 lorsque les électrodes 11 et 12 sont immergées dans le liquide U, les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites dans le circuit oscillateur 24 par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable 30, 25 En combinant les équations (E6) et (E12), on trouve l'équation (E13) : [(N compteur . 62,5. 10-9)]I1 0,7. R CR - COS-1 n (1-." ') 2 - , 11 r121 L\ ri2 Hu =1-\ - 114) déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence 32, une première valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence fR et des signaux issus du circuit logique programmable 30, Version n°-16/06/15 où : fR est la fréquence de référence, R est la résistance d'oscillateur, CR est la capacité du condensateur d'oscillateur CR. 1 2 - Tc - E 3037649 21 - 116) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité 20, une première valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir de tensions mesurées, aux instants 100 ms et 300 ms, entre les électrodes 11 et 12 pendant une phase de charge du condensateur variable CT, et 5 118) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité 20, une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir de tensions mesurées, aux instants 100 ms et 300 ms, entre les électrodes 11 et 12 pendant une phase de décharge du condensateur variable CT. Après avoir déterminé la capacité du condensateur variable CT 10 par les mesures en phases de charge et de décharge, on peut calculer la capacité Cu du liquide U dans le conteneur 4, puis en déduire la hauteur Hu du liquide U dans le conteneur 4. De plus, le procédé de mesure 100 comprend les étapes : - 120) déconnecter l'électrode 12 de la masse à laquelle l'électrode 12 15 était initialement reliée, - 122) porter l'électrode ainsi déconnectée à un potentiel positif (sur l'entrée-sortie P3), par exemple à un potentiel de 5 V, comme le montre la comparaison des figures 2 et 3, et - 124) générer de nouveau, au moyen du circuit oscillateur 24, des signaux 20 à une fréquence variable dépendant de la hauteur Hu de liquide U dans le conteneur 4 lorsque les électrodes 11 et 12 sont immergées dans le liquide U. - 128) déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence 32, au moins une deuxième valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence fR et des signaux issus du circuit logique 25 programmable 30, et - 130) calculer une valeur moyenne de la capacité du condensateur variable CT à partir de la première valeur de la fréquence variable et à partir de la deuxième valeur de la fréquence variable. Après avoir déterminé les première et deuxième valeurs de 30 fréquence variable, on peut calculer la capacité du condensateur variable CT, puis en déduire la capacité Cu du liquide U, donc la hauteur Hu du liquide U dans le conteneur 4. Ensuite, le procédé de mesure 100 comprend en outre une étape 132) consistant à relier chaque électrode 11 et 12 à la masse via les entrées- Version n°-16/06/15 3037649 22 sorties P1, P2 et P3, comme le montre la figure 6. Pour réaliser cette étape, le logiciel commandant le microcontrôleur 16 agit sur les entrées et/ou sorties du microcontrôleur 16 de façon à les configurer en des sorties reliées à la masse, donc à un potentiel nul (GND = 0 V). En l'occurrence, le procédé de 5 mesure 100 comprend une étape consistant à désactiver temporairement le circuit logique programmable 30. L'étape 132) permet de relier à la masse l'électrode 11 qui est initialement reliée au circuit logique programmable 30. Chacune des étapes de détermination 114), 116), 118) et 128) comprend au moins une étape de mesure et au moins une étape de calcul. 10 Le procédé de mesure 100 comprend en outre les étapes : - 134) réinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement de phase 36, - 136) relier l'électrode 11 au convertisseur analogique-numérique 22 et relier l'électrode 12 à la masse via l'entrée-sortie P3 (figure 7), 15 - 138) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité 20, la première valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir de deux tensions mesurées entre les électrodes 11 et 12 à deux instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable CT, les tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique 20 22, - 140) réinitialiser le chronomètre 21, et - 142) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité 22, la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes 11 et 12 à des instants 25 respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable CT, ces tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique 22. Chacune des étapes de détermination 138) et 142) comprend au moins une étape de mesure et au moins une étape de calcul. 30 Dans l'exemple de la figure 11, la charge et la décharge du condensateur variable CT sont réalisées à travers la résistance d'oscillateur R. Comme le montre la figure 7, pendant la phase de charge du condensateur variable CT, la résistance d'oscillateur R est portée à un Version n°-16/06/15 3037649 23 potentiel positif, en l'occurrence égal à 5 V. La base de temps est réinitialisée à l'instant où la résistance d'oscillateur R est portée au potentiel positif de 5 V, c'est-à-dire quand le circuit oscillateur 24 bascule dans la configuration de la figure 7. 5 Comme le montre la figure 8, pendant la phase de décharge du condensateur variable CT, la résistance d'oscillateur R est reliée à la masse, donc à un potentiel nul. La base de temps est aussi réinitialisée à l'instant où la résistance d'oscillateur R est reliée à la masse, c'est-à-dire quand le circuit oscillateur 24 bascule de la configuration de la figure 7 à la configuration de la 10 figure 8. Pour réaliser les étapes de détermination 116) et 142), on applique les équations données ci-après. D'abord, dans le circuit oscillateur 24, on applique une tension Up2 p3 entre les entrées-sorties P2 et P3. Lors la phase de charge du 15 condensateur variable, la tension Up2 p3 prend une valeur Ua (figure 7), qui est ici environ à égale à 5 V. La phase de charge donne l'équation suivante : T UCT = Ua - [1 - e(R:CT)1 (E20.1) où : T (en s) est la durée séparant le début de la phase de charge 20 ou de décharge et l'instant de mesure ; - UCT est la tension aux bornes du condensateur variable CT à la fin de la durée T ; cette tension UCT est mesurée entre les entrées-sorties P1 et P3 du microcontrôleur 16 ; - Ua est la valeur de la tension UP2.P3 à l'instant où la résistance 25 d'oscillateur R est portée au potentiel positif (noté +V sur la figure 7) ; Ua est par exemple environ égale à 5 V ; - CT est la capacité du condensateur variable CT ; - R est la valeur de la résistance d'oscillateur R ; - In symbolise le logarithme naturel. 30 Version n°-16/06/15 3037649 24 Puis, lors de la phase de décharge du condensateur variable, la tension UP2.P3 bascule de la valeur Ua à 0 V (figure 8). La phase de décharge est régie par l'équation suivante : T UCT = Ua - eR"c"r) (E20.2) -T 5 d'où : CT = (E21) R.14ucT) ua Ainsi, les équations (E20.1), (E20.2) et (E21) permettent de déterminer la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable CT à partir des tensions U 7, mesurées respectivement en phase de charge et en phase de décharge. Ensuite, on déduit Cu et Hu à partir de l'équation (E3), 10 donc de la même manière que pour la mesure de fréquence, à partir de l'équation (E3) : Cu = CT- CR. Par ailleurs, le microcontrôleur 16 est configuré pour appliquer un facteur de correction en température sur la mesure de la hauteur Hu de liquide U en utilisant les mesures effectuées par le capteur de température 15 42. Cette correction ou compensation en température permet d'augmenter la justesse de la mesure de la hauteur Hu de liquide U dans le conteneur. Pour réaliser cette correction en température, les équations suivantes peuvent être appliquées : 1 1 (100 .103)1 R42 = e[(Temp + 273,15 298,15) (E22) 4255+ 1n = 20 Temp - 1 R42 = où : - Temp (en °C) est la température mesurée par le capteur de température 42 ; 25 - R42 est la valeur de la résistance du capteur de température 42 ici formé par une thermistance (CTN) ; - UADC est la tension mesurée par le convertisseur analogique-numérique 22 aux bornes du capteur de température 42 (CTN) ; Version n°-16/06/15 [ln( 1004 -103) 4255+298,15J 1 (E23) R2 1 R43. UADC U-U ADC (E24) 3037649 25 - u est une tension d'alimentation fournie par une source notée « Vref » sur la figure 9 ; - R43 est la valeur d'une résistance 43 qui est montée en série avec le capteur de température 42 (thermistance) ; R43 est 5 constante, alors que R42 varie en fonction de la température. Les équations (E22) à (E24) permettent ainsi de réaliser la correction en température sur la mesure de la hauteur Hu de liquide U. En synthèse, le fonctionnement du dispositif de mesure 1 régi par 10 les équations exposées ci-avant peut être représenté par le diagramme illustré à la figure 12. Ce diagramme montre deux courbes, à savoir : - d'une part (entrait fin continu), la capacité du condensateur variable Cr (en pF) en ordonnée sur l'échelle de gauche (0 à 12 pF) en fonction de la hauteur Hu (en mm) de liquide U ; 15 - d'autre part (en trait continu gras), le nombre d'oscillations comptées Ncompteur (sans unité) en ordonnée sur l'échelle de droite (0 à 6000) en fonction de la hauteur Hu (en mm) de liquide U ; la fréquence variable est proportionnelle au nombre d'oscillations comptées Ncompteur. Le microcontrôleur 16 est configuré pour générer : 20 - un premier signal de mesure M1 (courbe entrait fin continu) qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable Cr de sorte que le premier signal de mesure M1 est représentatif de la hauteur Hu de liquide U ; et - un deuxième signal de mesure M2 (courbe en trait continu gras) qui est 25 formé à partir de la fréquence variable, proportionnelle à Ncompteur, de sorte que le deuxième signal de mesure M2 est représentatif de la hauteur Hu de liquide U. En outre, le microcontrôleur 16 est configuré pour générer un signal de hauteur qui est formé : 30 - à partir du premier signal de mesure M1 lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur Hu de liquide U qui est supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé Su ; ou Version n°-16/06/15 3037649 26 - à partir du deuxième signal de mesure M2 lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur Hu de liquide U qui est inférieure au seuil de hauteur prédéterminé Su. Dans l'exemple de la figure 12, le seuil de hauteur prédéterminé 5 Su est environ égal à 45 mm, soit 27% (45/164) en proportion de la hauteur maximale de liquide U dans le conteneur 4. Ainsi, on définit une première zone de mesure Z1, dans laquelle le deuxième signal de mesure M2 (fréquence variable) forme le signal de hauteur, et une deuxième zone de mesure Z2, dans laquelle le premier signal 10 de mesure M1 (capacité du condensateur variable CT) forme le signal de hauteur. Par ailleurs, la figure 12 montre que la capacité du condensateur variable CT varie linéairement en fonction de la hauteur Hu sur une zone linéaire Z3. C'est dans cette zone que le microcontrôleur 16 évalue de l'écart 15 entre le premier signal de mesure M1 et le deuxième signal de mesure M2, afin de diagnostiquer le fonctionnement correct ou défaillant du dispositif de mesure 1. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits dans la présente demande de brevet, ni à 20 des modes de réalisation à la portée de l'homme du métier. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention, à partir de tout élément équivalent à un élément indiqué dans la présente demande de brevet. Version n°-16/06/15 REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure (1), pour mesurer une hauteur (Hu) de liquide (U) dans un conteneur (4), le liquide (U) étant par exemple une solution 5 aqueuse d'urée, le dispositif de mesure (1) comprenant au moins : - deux électrodes (11, 12) destinées à être au moins partiellement immergées dans le liquide (U) lorsque le liquide (U) est introduit dans le conteneur (4), de sorte que les électrodes (11, 12) et le liquide (U) présent entre les électrodes (11, 12) forment un condensateur variable (CT) dont la 10 capacité dépend de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4), - un microcontrôleur (16) configuré pour être relié à au moins une des électrodes (11, 12), le microcontrôleur (16) comprenant un circuit de détermination de capacité (20) configuré pour déterminer : i) une première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de 15 tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) pendant une phase de charge du condensateur variable (CT), et ii) une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) pendant une phase de décharge du condensateur variable (CT), 20 le dispositif de mesure (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit oscillateur (24) configuré : i) pour générer des signaux à une fréquence de référence lorsque les électrodes (11, 12) ne sont pas reliées au microcontrôleur (16), et ii) pour générer des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur 25 (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11, 12) sont reliées au microcontrôleur (16) et immergées dans le liquide ; le microcontrôleur (16) comprenant en outre : - un circuit logique programmable (30) configuré pour former une porte logique inverseuse, la porte logique inverseuse étant agencée de façon à 30 induire des oscillations de tension à la fréquence variable dans le circuit oscillateur (24), et - un circuit de détermination de fréquence (32) relié au circuit logique programmable (30) et configuré pour déterminer la fréquence variable à partir Version n°-16/06/15 3037649 28 de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30). 2. Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel le microcontrôleur (16) est configuré pour générer : - un premier signal de mesure (M1) qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable (CT) de sorte que le premier signal de mesure (M1) est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; et - un deuxième signal de mesure (M2) qui est formé à partir de la fréquence variable de sorte que le deuxième signal de mesure (M2) est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; le microcontrôleur (16) étant en outre configuré pour générer un signal de hauteur qui est formé : - à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure (M1) correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé (Su) ; ou - à partir du deuxième signal de mesure (M2) lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est inférieure au seuil 20 de hauteur prédéterminé (Su). 3. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de détermination de fréquence (32) comprend : 25 - un compteur (34) configuré pour compter le nombre d'oscillations du circuit oscillateur pendant une durée prédéterminée, et - une boucle d'asservissement de phase (36) configurée pour générer des signaux à fréquence stable de façon à définir une base de temps. 30 4. Dispositif de mesure (1) selon la revendication précédente, dans lequel la boucle d'asservissement de phase (36) est configurée pour fonctionner à une fréquence stable comprise entre 8 MHz et 32 MHz, par exemple égale à 16 MHz, et dans lequel la boucle d'asservissement de phase Version n°-16/06/15 3037649 29 (36) est configurée pour incrémenter le compteur (34) selon une période comprise entre 125 nanosecondes et 31,25 nanosecondes, de préférence sensiblement égale à 62,5 nanosecondes. 5 5. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un module de communication (40) configuré pour générer des signaux radioélectriques représentatifs de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4), les signaux radioélectriques étant exemple de type radio-identification. 10 6. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit logique programmable (30) comprend un circuit inverseur à entrée à comparateur de Schmitt. 15 7. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le microcontrôleur (16) comprend en outre un convertisseur analogique-numérique (22) relié au circuit de détermination de capacité (20), le convertisseur analogique-numérique (22) étant configuré pour effectuer des mesures analogiques desdites tensions mesurées entre les électrodes (11, 12). 8. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit de détermination de capacité (20) est configuré : i) pour déterminer la première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) à des instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), et ii) pour déterminer la deuxième valeur de la capacité du condensateur 30 variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) à deux instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT). Version n°-16/06/15 3037649 9. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les électrodes (11, 12) sont distantes l'une de l'autre, et dans lequel les électrodes (11, 12) sont formées par des cylindres ayant des axes parallèles entre eux et, par exemple, des bases 5 circulaires. 10. Dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le microcontrôleur (16) comprend en outre un capteur de température (42), et dans lequel le microcontrôleur (16) 10 est configuré pour appliquer un facteur de correction en température sur la mesure de la hauteur (Hu) de liquide (U). 11. Procédé de mesure (100), pour mesurer une hauteur (Hu) de liquide (U) dans un conteneur (4), le liquide (U) étant par exemple une solution 15 aqueuse d'urée, le procédé de mesure (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes : - 102) fournir un dispositif de mesure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, - 104) générer, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une 20 fréquence de référence lorsque les électrodes (11, 12) ne sont pas reliées au microcontrôleur (16), - 106) relier les électrodes (11, 12) au microcontrôleur (16), l'une des électrodes (11, 12) étant reliée à la masse, - 108) introduire du liquide (U) dans le conteneur (4) de façon à immerger 25 au moins partiellement les électrodes (11, 12) dans le liquide (U), - 110) générer, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11, 12) sont immergées dans le liquide (U), les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites 30 dans le circuit oscillateur (24) par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable (30), - 114) déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence (32), au moins une première valeur de la fréquence variable à partir de la Version n°-16/06/15 3037649 31 fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30), - 116) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), une première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de 5 tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) pendant une phase de charge du condensateur variable (CT), et - 118) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), une deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir de tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) pendant une phase de 10 décharge du condensateur variable (CT). 12. Procédé de mesure (100) selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes : - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un premier signal de mesure 15 qui est formé à partir des première et deuxième valeurs de la capacité du condensateur variable (CT) de sorte que le premier signal de mesure est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; et - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un deuxième signal de mesure qui est formé à partir de la fréquence variable de sorte que le 20 deuxième signal de mesure est représentatif de la hauteur (Hu) de liquide (U) ; - générer, au moyen du microcontrôleur (16), un signal de hauteur qui est formé : à partir du premier signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est 25 supérieure à un seuil de hauteur prédéterminé (Su) ; ou à partir du deuxième signal de mesure lorsque le premier signal de mesure correspond à une hauteur (Hu) de liquide (U) qui est inférieure au seuil de hauteur prédéterminé (Su). Version n°-16/06/15 3037649 32 13. Procédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, comprenant en outre les étapes : - 120) déconnecter l'électrode (11, 12) initialement reliée à la masse, - 122) porter l'électrode (11, 12) ainsi déconnectée à un potentiel positif, 5 par exemple à un potentiel de 5 V, et - 124) générer de nouveau, au moyen du circuit oscillateur (24), des signaux à une fréquence variable dépendant de la hauteur (Hu) de liquide (U) dans le conteneur (4) lorsque les électrodes (11, 12) sont immergées dans le liquide (U), les oscillations de tension à la fréquence variable étant induites 10 dans le circuit oscillateur (24) par la porte logique inverseuse formée par le circuit logique programmable (30). 14. Procédé de mesure (100) selon la revendication précédente, comprenant en outre les étapes : 15 128) déterminer, au moyen du circuit de détermination de fréquence (32), au moins une deuxième valeur de la fréquence variable à partir de la fréquence de référence et des signaux issus du circuit logique programmable (30), et - 130) calculer une valeur moyenne de la fréquence variable à partir de la 20 première valeur de la fréquence variable et à partir de la deuxième valeur de la fréquence variable. 15. Procédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, comprenant en outre une étape (132) consistant à 25 relier chaque électrode (11, 12) à la masse. 16. Procédé de mesure (100) selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, dans lequel le dispositif de mesure (1) est selon les revendications 3, 7 et 8, le procédé de mesure (100) comprenant en outre les 30 étapes : - 134) réinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement de phase (36), Version n°-16/06/15 3037649 33 - 136) relier une électrode (11, 12) au convertisseur analogique-numérique (22) et relier une électrode (11, 12) à la masse, - 138) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), la première valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au 5 moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) à deux instants respectifs pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), les tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique (22), - 140) réinitialiser la base de temps définie par la boucle d'asservissement 10 de phase (36), et - 142) déterminer, au moyen du circuit de détermination de capacité (20), la deuxième valeur de la capacité du condensateur variable (CT) à partir d'au moins deux tensions mesurées entre les électrodes (11, 12) à des instants respectifs pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT), 15 lesdites tensions étant converties en valeurs numériques par le convertisseur analogique-numérique (22). 17. Procédé de mesure (100) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de mesure (1) comprend en outre une résistance 20 d'oscillateur (R) et un condensateur d'oscillateur (C), la charge du condensateur variable (CT) et la décharge du condensateur variable (CT) étant réalisées à travers la résistance d'oscillateur (R), et dans lequel : - pendant la phase de charge du condensateur variable (CT), la résistance d'oscillateur (R) est portée à un potentiel positif, par exemple à un potentiel 25 de 5 V, et - pendant la phase de décharge du condensateur variable (CT), la résistance d'oscillateur (R) est reliée à la masse. Version n°-16/06/15