FR3083307A1 - TEMPERATURE SENSOR - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un capteur (1) de température comprenant une CTN (10) et au moins une résistance (20) montée en série avec la CTN.The present invention relates to a temperature sensor (1) comprising a CTN (10) and at least one resistor (20) connected in series with the CTN.
Description
CAPTEUR DE TEMPERATURETEMPERATURE SENSOR
La présente invention concerne un capteur de température des vapeurs de carburants. Ce capteur est conçu pour gérer les surpressions dans le réservoir de carburant vis-à-vis des nouvelles normes environnementales en vigueur et à venir.The present invention relates to a fuel vapor temperature sensor. This sensor is designed to manage overpressures in the fuel tank vis-à-vis new environmental standards in force and to come.
Les vapeurs de carburant sont de nature explosive, le capteur ne doit donc en aucun cas déclencher une détonation pour éviter toute explosion avec le capteur.Fuel vapors are explosive in nature, so the sensor should never trigger a detonation to avoid explosion with the sensor.
Généralement pour ce type d'application, le capteur de température utilisé est un capteur à Coefficient Température Négatif également appelé CTN. En cas de court-circuit avec l'alimentation électrique, la CTN subit un auto-échauffement qui peut générer des températures atteignant la température de détonation des vapeurs de carburants.Generally for this type of application, the temperature sensor used is a Negative Temperature Coefficient sensor also called CTN. In the event of a short circuit with the power supply, the CTN undergoes a self-heating which can generate temperatures reaching the detonation temperature of the fuel vapors.
Pour éviter cela, les solutions actuellement consistent à recouvrir la CTN d'un capuchon en plastique ou autre matière. Cette solution évite seulement le contact de la CTN avec les vapeurs de carburants. Elle ne permet pas de supprimer l'auto-échauffement de la CTN, et par conséquent le risque que la protection ne résiste pas à la chaleur produite pas la CTN, engendrant ainsi le contact de la CTN avec les vapeurs de carburant.To avoid this, the current solutions consist in covering the CTN with a plastic or other cap. This solution only avoids the contact of the TNC with the fuel vapors. It does not eliminate the self-heating of the NTC, and therefore the risk that the protection does not resist the heat produced by the NTC, thus causing the contact of the NTC with the fuel vapors.
Ce type de configuration, à également pour inconvénient une mise en œuvre complexe, coûteuse et ne permet pas d'obtenir un temps de réponse rapide de la mesure de la température.This type of configuration also has the disadvantage of a complex, costly implementation and does not allow a rapid response time to be obtained from the temperature measurement.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des capteurs de l'art antérieur en proposant un dispositif de protection d'un capteur de température de type CTN.The present invention therefore aims to overcome one or more of the drawbacks of sensors of the prior art by proposing a device for protecting a temperature sensor of the CTN type.
Pour cela la présente invention propose un capteur de température comprenant une CTN et au moins une résistance montée en série avec la CTN.For this, the present invention provides a temperature sensor comprising a CTN and at least one resistor mounted in series with the CTN.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le capteur de température comprend une CTN, deux résistances montées en série avec la CTN et entre elles, et une diode de limitation de tension.According to one embodiment of the invention, the temperature sensor comprises a CTN, two resistors connected in series with the CTN and between them, and a voltage limiting diode.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN et la résistance sont dans un même boîtier.According to one embodiment of the invention, the CTN and the resistor are in the same housing.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN, les résistances et la diode sont dans un même boîtier.According to one embodiment of the invention, the CTN, the resistors and the diode are in the same housing.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première résistance a une valeur de 650 Ohm.According to one embodiment of the invention, the first resistance has a value of 650 Ohm.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième résistance a une valeur de 120 Ohm.According to an embodiment of the invention, the second resistance has a value of 120 Ohm.
L'invention concerne également, l'utilisation du capteur selon l'invention, pour gérer les surpressions dans un réservoir de carburant.The invention also relates to the use of the sensor according to the invention, for managing the overpressures in a fuel tank.
Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux figures suivantes et non limitatives:The characteristics of the invention will be described in more detail with reference to the following non-limiting figures:
- la figure 1 est une représentation schématique d'une première variante de réalisation de l'invention,FIG. 1 is a schematic representation of a first variant embodiment of the invention,
- la figure 2 illustre l'auto-échauffement d'une CTN avec ou sans protection, courbe a) avec une résistance en série, courbe b) sans résistance,FIG. 2 illustrates the self-heating of a NTC with or without protection, curve a) with a series resistance, curve b) without resistance,
- la figure 3 illustre Exemple de précision de mesure avec Résistance en série de l'ordre de 1650hm.- Figure 3 illustrates Example of measurement accuracy with Resistance in series of the order of 1650hm.
- la figure 4 illustre Exemple de précision de mesure avec Résistance en série de l'ordre de 750 Ohm,FIG. 4 illustrates an example of measurement accuracy with resistance in series of the order of 750 ohms,
- la figure 5 est une représentation schématique d'une deuxième variante de réalisation de l'invention,FIG. 5 is a schematic representation of a second variant embodiment of the invention,
- la figure 6 illustre avec une protection 2eme niveau - la tension maximale aux bornes de la CTN en série avec Rsl de 6V.- Figure 6 illustrates with 2nd level protection - the maximum voltage across the CTN in series with Rsl of 6V.
L'invention concerne un dispositif électronique permettant, en cas de court-circuit de la résistance de charge intégrée au circuit sur lequel est disposé la CTN, et/ou de défaut de l'alimentation, de limiter le courant traversant la thermistance CTN et ainsi de limiter son échauffement.The invention relates to an electronic device making it possible, in the event of a short circuit of the load resistor integrated in the circuit on which the NTC is placed, and / or of a power supply fault, to limit the current passing through the NTC thermistor and thus to limit its heating.
Une première variante de l'invention, illustrée figure 1, consiste à limiter le courant traversant la thermistance du capteur à Coefficient Température Négatif, également appelé CTN 10 et par conséquent l'auto-échauffement de la CTN par l'ajout d'une résistance 20 en série avec celle-ci dans le capteur 1 de température.A first variant of the invention, illustrated in FIG. 1, consists in limiting the current passing through the thermistor of the Negative Temperature Coefficient sensor, also called CTN 10 and consequently the self-heating of the CTN by adding a resistance. 20 in series with this in the temperature sensor 1.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN et la résistance 20 sont dans un même boîtier.According to one embodiment of the invention, the CTN and the resistor 20 are in the same housing.
Le capteur est disposé sur un circuit comportant en amont une résistance de charge 30.The sensor is placed on a circuit comprising a load resistor 30 upstream.
La valeur de la résistance 20 ajoutée Rsl est définie en fonction de la courbe de résistance de thermistance (R(T)) de la CTN, du niveau d'alimentation et de la température admise sans risque de détonation des vapeurs carburants.The value of the added resistance Rs1 is defined as a function of the thermistor resistance curve (R (T)) of the CTN, of the supply level and of the temperature allowed without risk of detonation of the fuel vapors.
Cette solution permet de se prémunir contre les défauts du type court-circuit de la résistance de charge et d'une suralimentation. La figure 2 illustre l'effet de la résistance sur l'auto-échauffement. L'auto-échauffement diminue avec l'ajout de la résistance.This solution makes it possible to protect against faults of the short-circuit type of the load resistor and of a supercharging. Figure 2 illustrates the effect of resistance on self-heating. Self-heating decreases with the addition of resistance.
La valeur Rsl de la résistance est adaptée en fonction de la température choisie et de la CTN choisie.The resistance value Rsl is adapted as a function of the temperature chosen and of the CTN chosen.
Ainsi, pour chaque CTN choisie, une valeur de Rsl correspondantes est déterminée à partir de la température d'auto-inflammation du carburant, de la température d'environnement et la tension d'alimentation aux bornes de celle-ci.Thus, for each CTN chosen, a corresponding value of Rs1 is determined from the auto-ignition temperature of the fuel, the environment temperature and the supply voltage at the terminals thereof.
Pour permettre d'avoir une précision maximum de la mesure de température, la valeur de la résistance ajoutée ne doit pas présenter une valeur en Ohm importante vis-à vis des valeurs en Ohm de la CTN sur toute la gamme de mesure en température.To allow maximum accuracy of the temperature measurement, the value of the added resistance must not have a significant Ohm value vis-à-vis the Ohm values of the NTC over the entire temperature measurement range.
Les figures 3 et 4 illustrent les erreurs de mesure suivant la valeur de la résistance ajoutée. Figure 3, pour une résistance de 1650hm et figure 4, pour une résistance de 750hm.Figures 3 and 4 illustrate the measurement errors according to the value of the added resistance. Figure 3, for a resistance of 1650hm and Figure 4, for a resistance of 750hm.
Une première variante de l'invention, illustrée figure 1, consiste à limiter le courant et par conséquent l'auto-échauffement de la CTN par l'ajout d'un jeu de deux résistances 10, 40 en série et d'une diode 50 de limitation de tension.A first variant of the invention, illustrated in FIG. 1, consists in limiting the current and therefore the self-heating of the CTN by adding a set of two resistors 10, 40 in series and a diode 50 voltage limitation.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la CTN, les résistances et la diode sont dans un même boîtier.According to one embodiment of the invention, the CTN, the resistors and the diode are in the same housing.
La diode est ajoutée da façon à être en contact avec les 2 résistances 10, 40.The diode is added so as to be in contact with the 2 resistors 10, 40.
Comme pour la solution de la première variante, les résistances Rsl et Rs2 limitent le courant et l'auto-échauffement dans la CTN 10. En cas d'une suralimentation exceptionnelle, le circuit formé par la diode ZI 50 et la deuxième résistance Rs2, qui est la plus éloignée de la CTN permet de limiter la tension aux bornes du circuit de protection du premier niveau.As for the solution of the first variant, the resistors Rsl and Rs2 limit the current and the self-heating in the CTN 10. In the event of an exceptional supercharging, the circuit formed by the diode ZI 50 and the second resistor Rs2, which is furthest from the CTN limits the voltage across the first level protection circuit.
La valeur de ZI est choisie de telle sorte qu'elle n'intervient pas lors du fonctionnement normal du produit.The ZI value is chosen so that it does not interfere with the normal operation of the product.
Pour un système de mesure utilisant une plage de tension de 0 à 5Volt, une diode de type Zener ayant un seuil de commutation compris entre 5 et 6 Volt est utilisée.For a measurement system using a voltage range from 0 to 5Volt, a Zener type diode having a switching threshold between 5 and 6 Volt is used.
Les valeurs des résistances Rsl et Rs2 sont définies en fonction de la courbe R(T) de la CTN, du Niveau d'alimentation et de la température admise sans risque de détonation des vapeurs carburants.The values of the resistances Rsl and Rs2 are defined as a function of the curve R (T) of the CTN, of the supply level and of the temperature admitted without risk of detonation of the fuel vapors.
Le rôle de la deuxième résistance Rs2 est double:The role of the second resistance Rs2 is twofold:
1- Permettre de choisir une diode Zener de puissance limitée, gain d'encombrement et de coût.1- Allow to choose a Zener diode of limited power, saving space and cost.
2- En cas de suralimentation excessive, la deuxième résistance Rs2 fonctionne comme un fusible pour protéger le circuit capteur. Il n'existe ainsi pas de valeur de tension maximale au delà de laquelle cette protection est inefficace. La valeur de la résistance et sa puissance sont aussi fonction des caractéristiques de la Diode Zener.2- In the event of excessive supercharging, the second resistor Rs2 functions as a fuse to protect the sensor circuit. There is thus no maximum voltage value beyond which this protection is ineffective. The value of the resistance and its power are also a function of the characteristics of the Zener Diode.
En cas de défaut du circuit d'alimentation, Il faut s'assurer que la Puissance limite de Rs2 est atteinte avant celle de la Diode Zener. La puissance de cette dernière est au moins égale au double de Rs2.In the event of a fault in the supply circuit, it must be ensured that the limit power of Rs2 is reached before that of the Zener Diode. The power of the latter is at least equal to twice Rs2.
Exemple d'application:Application example:
Le circuit d'alimentation est composé de:The supply circuit is composed of:
* d'une alimentation 5V mais en cas de défaut pouvant allé au-delà de48V .* a 5V supply but in the event of a fault which can go beyond 48V.
* d'une résistance de charge allant de 1 kOhm à 4 kOhm* a load resistance ranging from 1 kOhm to 4 kOhm
Le circuit de mesure et de protection:The measurement and protection circuit:
* CTN : avec résistance nominale de Rnom-25° = 5 k Ohm / Beta (25/100) = 3400 °K * Rsl = 165 Ohm, 0,1% 100 ppm *Rs2 = 120Ohm, 0,1% 100 ppm * Diode Zener = V = 6V, Puissance = 500 mW* CTN: with nominal resistance of Rnom-25 ° = 5 k Ohm / Beta (25/100) = 3400 ° K * Rsl = 165 Ohm, 0.1% 100 ppm * Rs2 = 120Ohm, 0.1% 100 ppm * Zener diode = V = 6V, Power = 500 mW
En considérant le défaut cumulé d'un court-circuit de la résistance de charge et de défaut de suralimentation avec l'alimentation supérieur à 5V.Considering the cumulative fault of a load resistor short circuit and overfeed fault with the power supply greater than 5V.
La tension aux bornes de la CTN et de Rsl reste limitée à 6V. Dans ce cas la puissance aux bornes de la CTN et donc l'auto-échauffement est limitée 80°C. La figure 6 illustre l'effet des deux résistances sur l'auto-échauffement. L'auto-échauffement diminue avec l'ajout des deux résistances.The voltage across the CTN and Rsl remains limited to 6V. In this case the power at the terminals of the CTN and therefore the self-heating is limited to 80 ° C. Figure 6 illustrates the effect of the two resistances on self-heating. Self-heating decreases with the addition of the two resistors.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans 5 s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and may be modified without however departing from the scope defined by the claims.
Claims (7)
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Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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| FR3083307B1 FR3083307B1 (en) | 2021-09-24 |
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Family Applications (1)
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- 2018-06-29 FR FR1855968A patent/FR3083307B1/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| FR3083307B1 (en) | 2021-09-24 |
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