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Title:
DEVICE FOR MEASURING ACOUSTIC PRESSURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/070217
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for measuring the acoustic pressure of a fluid pipe (1), including a first sensitive element (2) for measuring a first signal (6) combining a first acoustic pressure (a1) and a first vibratory interference (B1) and having a first measurement axis (3), a second sensitive element (4) for measuring a second signal (7) combining a second acoustic pressure (A2) and a second vibratory interference (B2) and having a second measurement axis (5), said two sensitive elements (2, 4) being arranged at the periphery of said pipe (1) on either side thereof and the two measurement axes (3, 5) being parallel so that the first acoustic pressure (A1) and the second acoustic pressure (A2) are equal in terms of absolute value, so that the first vibratory interference (B1) and the second vibratory interference (B2) are equal in terms of absolute value, and so that the product of the two acoustic pressures (A1*A2 ) has a sign opposite to that of the product of the two vibratory interferences (B 1*B2).

Inventors:
MALNOE MICHEL (FR)
Application Number:
PCT/FR2009/052025
Publication Date:
June 24, 2010
Filing Date:
October 22, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SEALYNX AUTOMOTIVE TRANSIERES (FR)
MALNOE MICHEL (FR)
International Classes:
G01H3/00
Foreign References:
EP0886131A11998-12-23
US5398542A1995-03-21
US4520320A1985-05-28
Attorney, Agent or Firm:
LARGEAU, Béatrice (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de pression acoustique pour une conduite (1) de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend - un premier élément sensible (2), mesurant un premier signal

(6) combinant une première pression acoustique (Al) et une première perturbation vibratoire (B l), et présentant un premier axe de mesure (3),

- un second élément sensible (4), mesurant un second signal (7) combinant une seconde pression acoustique (A2) et une seconde perturbation vibratoire (B2), et présentant un second axe de mesure (5), les deux éléments sensibles (2, 4) étant disposés en périphérie de ladite conduite (1), de part et d'autre de ladite conduite (1), et les deux axes de mesure (3, 5) étant parallèles, afin que la première pression acoustique (Al) et la seconde pression acoustique (A2) soient égales en valeur absolue, que la première perturbation vibratoire (B l ) et la seconde perturbation vibratoire (B2) soient égales en valeur absolue, et que le produit des deux pressions acoustiques (A1*A2) soit de signe opposé au produit des deux perturbations vibratoires (B1*B2).

2. Dispositif selon la revendication 1 , comprenant encore un conditionneur (8) de signal apte à déterminer un signal de sortie (9) égal à la somme du premier signal (6) et du second signal (7) si le produit des deux perturbations vibratoires (B1*B2) est négatif et à la différence du premier signal (6) et du second signal (7) si le produit des deux perturbations vibratoires (B1*B2) est positif.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 , où les deux éléments sensibles (2, 4) sont identiques.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, où les éléments sensibles (2, 4) sont des microphones.

5. Dispositif selon la revendication 4, où les éléments sensibles (2, 4) sont des micro systèmes électromécaniques.

6. Dispositif selon la revendication 4, où les éléments sensibles (2, 4) sont des éléments piézoélectriques. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où la somme, ou la différence, est réalisée en câblant en série les deux éléments sensibles (2, 4) et en mesurant une tension aux bornes des deux éléments sensibles (2, 4) ainsi câblés.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où la somme, ou la différence, est réalisée en câblant en parallèle les deux éléments sensibles (2, 4) et en mesurant une intensité dans le circuit ainsi câblé.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, où le conditionneur (8) comprend un amplificateur opérationnel (12) qui réalise la somme, ou la différence.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où le conditionneur (8) comprend un premier échantillonneur (14) apte à numériser le premier signal (6), un second échantillonneur ( 15) apte à numériser le second signal (7) et un sommateur (13) apte à additionner, ou soustraire, les deux signaux numérisés.

Description:
Dispositif de mesure de pression acoustique

La présente invention concerne un dispositif de mesure de pression acoustique pour une conduite de fluide. II est connu d'utiliser un microphone pour mesurer une pression acoustique et son évolution dans un fluide confiné dans une conduite.

Un tel microphone comporte classiquement une membrane montée en lieu et place de la paroi de la conduite. Ladite membrane est alors déformée sous l'action de la pression acoustique. Un élément sensible, solidaire de ladite membrane mesure la déformation de la membrane et en donne une image sous forme d'un signal électrique.

Un problème peut exister lorsqu'un tel microphone est utilisé en présence de vibrations. En effet, de telles vibrations, peuvent être transmises, via la conduite qui est en contact avec la membrane sur sa périphérie, ou encore via les nécessaires connections électriques des éléments sensibles. La membrane, présentant une certaine inertie, peut alors être déformée sous l'action de ces perturbations d'origine vibratoire. Dans ce cas l'élément sensible peut observer une déformation résultant d'une part de la déformation "utile" provoquée par la pression acoustique que l'on souhaite mesurer, mais aussi de la déformation "perturbante" provoquée par la perturbation vibratoire.

Des techniques de l'art antérieur sont connu afin d'essayer de s'affranchir de ces vibrations qui perturbent la mesure, ces techniques peuvent être classées en trois familles : - les systèmes actifs, qui utilisent un capteur mesurant les vibrations et un actionneur asservi en fonction de cette mesure afin de contrecarrer la déformation induite par les vibrations,

- les systèmes passifs, qui cherchent à dissiper l'énergie induite par les vibrations afin d'atténuer les vibrations, et - les systèmes à compensation, qui mesurent une conséquence des vibrations telle que leur accélération, afin de corriger le signal capté par l'élément sensible, par un traitement de signal de compensation.

Le brevet US 5363452 illustre un tel système à compensation où un accéléromètre non soumis à la pression acoustique mesure l'accélération vibratoire. Cette accélération est ensuite soustraite du signal capté par le microphone soumis à la pression acoustique. Tous ces systèmes conduisent à des dispositifs complexes, difficiles à concevoir, à mettre au point, ne présentant pas des fiabilités élevées et/ ou conduisant à des coûts élevés.

L'invention a notamment pour but de résoudre en tout ou partie les problèmes évoqués ci-dessus.

L'invention a donc pour objet, pour mesurer une pression acoustique au moyen d'un premier élément sensible mesurant ladite pression acoustique ainsi qu'une perturbation vibratoire, d'utiliser un second élément sensible mesurant la même pression acoustique et la même perturbation vibratoire en valeurs absolues, avantageusement disposé de manière à ce que l'une de ces deux grandeurs soit de signe opposé.

Pour cela un dispositif de mesure de pression acoustique pour une conduite de fluide comprend - un premier élément sensible, mesurant un premier signal combinant une première pression acoustique et une première perturbation vibratoire, et présentant un premier axe de mesure,

- un second élément sensible, mesurant un second signal combinant une seconde pression acoustique et une seconde perturbation vibratoire, et présentant un second axe de mesure, les deux éléments sensibles étant disposés en périphérie de ladite conduite, de part et d'autre de ladite conduite, et les deux axes de mesure étant parallèles, afin que la première pression acoustique et la seconde pression acoustique soient égales en valeur absolue, que la première perturbation vibratoire et la seconde perturbation vibratoire soient égales en valeur absolue, et que le produit des deux pressions acoustiques soit de signe opposé au produit des deux perturbations vibratoires.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit dispositif peut encore comprendre un conditionneur de signal apte à déterminer un signal de sortie égal à la somme du premier signal et du second signal si le produit des deux perturbations vibratoires est négatif et à la différence du premier signal et du second signal si le produit des deux perturbations vibratoires est positif. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux éléments sensibles peuvent être identiques.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments sensibles peuvent être des microphones.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments sensibles peuvent être des micro systèmes électromécaniques.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments sensibles peuvent être des éléments piézoélectriques.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la somme, ou la différence, peuvent être réalisée en câblant en série les deux éléments sensibles et en mesurant une tension aux bornes des deux éléments sensibles ainsi câblés. Selon une autre caractéristique de l'invention, la somme, ou la différence, peuvent être réalisée en câblant en parallèle les deux éléments sensibles et en mesurant une intensité dans le circuit ainsi câblé.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le conditionneur peut comprendre un amplificateur opérationnel qui réalise la somme, ou la différence.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le conditionneur peut comprendre un premier échantillonneur apte à numériser le premier signal, un second échantillonneur apte à numériser le second signal et un sommateur apte à additionner, ou soustraire, les deux signaux numérisés.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - les figures 1 à 3 présentent en vue coupée latérale un élément sensible, son montage et son fonctionnement,

- les figures 4 et 5 illustrent en vue de dessus respectivement les configurations juxtaposée et opposée de montage des deux éléments sensibles selon l'invention, - le s figure s 6 à 8 illustrent en vue coupée latérale le comportement du dispositif soumis à une accélération et le montage en série,

- les figures 9 à 1 1 illustrent en vue coupée latérale le comportement du dispositif soumis à une accélération et le montage en parallèle,

- les figures 12 à 14 illustrent en vue coupée latérale le comportement du dispositif soumis à une pression acoustique et le montage en série,

- les figures 15 à 17 illustrent en vue coupée latérale le comportement du dispositif soumis à une pression acoustique et le montage en parallèle, - la figure 18 illustre le résultat de l'invention sur le signal de mesure,

- les figures 19 à 22 illustrent différents circuits de câblage des éléments sensibles selon l'invention.

Sur la figure 1 est figuré un capteur de pression acoustique. Ce capteur comprend typiquement une membrane élastique déformable 10 et un élément sensible 2 apte à mesurer les déformations de ladite membrane 10. Ladite membrane 10 est étanche aux fluides et est montée dans une conduite 1 fermée contenant un fluide capable de transmettre la pression acoustique que l'on souhaite mesurer. La membrane 10 est montée à la périphérie de ladite conduite 1 en lieu et place de la paroi, au niveau d'une ouverture qu'elle obture de manière étanche. La membrane 10, placée à l'interface entre l'intérieur et l'extérieur de la conduite 1 se déforme en fonction des variations de pression acoustique du fluide contenu dans la conduite 1. Un élément sensible 2, est apte à mesurer cette déformation pour produire un signal 6 utile indicatif de la déformation et donc de la valeur de la pression acoustique. Dans la suite l'élément sensible 2 est représenté comme un élément piézoélectrique solidairement fixé sur la membrane 10 et se déformant avec elle. Sa déformation produit un signal électrique indicatif de l'amplitude et du sens de la déformation et mesurable, par exemple, par un voltmètre 20 ou un ampèremètre.

Si l'on fait l'hypothèse, pour les figures 1-3, que l'intérieur de la conduite 1 et le fluide sont à gauche de la membrane 10, la figure 1 correspond à une surpression du fluide déformant la membrane 10 vers l'extérieur de la conduite 1. Avec le montage électrique illustré, une tension positive est mesurée par le voltmètre 20. Avec les mêmes hypothèses, la figure 2 correspond à un équilibre relatif entre les pressions à l'intérieur et à l'extérieur de la conduite ne déformant pas la membrane 10. Avec le même montage électrique que précédemment, une tension 20 nulle est mesurée. De même, la figure 3 correspond à une dépression du fluide déformant la membrane 10 vers l'intérieur de la conduite 1. Avec le même montage électrique que précédemment, une tension négative est mesurée.

Le problème que rencontre un tel principe provient du fait que la membrane 10 peut aussi être déformée sous l'effet d'autres forces que les forces de pression acoustique. Ainsi lorsque la membrane 10 est soumise à des vibrations elle peut se déformer, en l'absence de variation de la pression acoustique. La membrane 10 se voit transmettre des perturbations vibratoires sous l'effet de vibrations qui se transmettent via la conduite 1 ou encore via les fils de connexion de l'élément sensible 2. Ainsi, si les vibrations selon le plan de la membrane 10 sont peu perturbantes, une vibration transverse, selon l'axe de mesure 3 de l'élément sensible 2 peut conduire, du fait de la masse M non nulle de la membrane 10 et de l'élément sensible 2, à une déformation qui vient se superposer aux déformations résultant effectivement de la pression acoustique que l'on souhaite mesurer.

Ainsi la figure 1 illustre encore, l'effet d'une accélération -F, 16, négative qui produit une force inertielle 17 de valeur F=M. F sur la membrane 10 qui a pour effet de la déformer vers la droite. La figure 3 illustre aussi, l'effet d'une accélération +F positive qui produit une force inertielle F=-M.F sur la membrane 10 qui a pour effet de la déformer vers la gauche. Les accélérations issues des vibrations viennent ainsi créer des effets similaires se superposant à ceux de la pression acoustique. La mesure de la pression acoustique se trouve ainsi perturbée par les vibrations. L'objet de l'invention est de s'affranchir de l'effet perturbateur des vibrations sur la mesure de pression acoustique, seule utile. Pour cela l'invention propose de réaliser un dispositif de mesure de pression acoustique pour une conduite 1 de fluide, en employant un premier élément sensible 2, mesurant un premier signal 6, et un second élément sensible 4, mesurant un second signal 7. Comme vu précédemment dans la description du principe de mesure ce premier signal 6 combine une première pression acoustique Al et une première perturbation vibratoire Bl dont les effets déformant de la membrane 10 se conjuguent. De manière analogue le second signal 7 combine une seconde pression acoustique A2 et une seconde perturbation vibratoire B2. Selon l'invention, une disposition relative avantageuse des deux éléments sensibles 2, 4, permet par un traitement de signal adapté de différentier la contribution provenant de la pression vibratoire, de celle provenant de la perturbation vibratoire. En se référant aux figures 4 et 5, illustrant des configurations possibles des éléments sensibles 2, 4, selon l'invention, vont être explicités les principes d'un positionnement relatif ingénieux permettant une différentiation. Un capteur constitué d'un élément sensible 2, 4 et d'une membrane 10, 1 1 est monté dans la paroi de la conduite 1. Son axe de mesure 3, 5 indique une direction privilégiée de mesure selon laquelle la membrane 10, 1 1 se déforme. Cet axe est représenté par une flèche afin de repérer algébriquement les déformations et donc les mesures.

Ce repérage est arbitraire en ce qu'il dépend de la position de l'élément sensible 2, 4 relativement à la membrane 10, 1 1 , mais aussi de l'orientation physique de l'élément sensible 2, 4 lui-même, de la polarisation de l'élément sensible 2, 4 ou encore du câblage du circuit d'alimentation et/ ou de mesure . Cet arbitraire est cependant conventionnel et une même convention est retenue pour tous les capteurs dans la présente description, permettant ainsi de les comparer. De plus l'homme du métier sait déterminer le signe du signal de mesure obtenue en tenant compte de toutes ces inversions possibles.

Un élément sensible 2 , mesure une pression acoustique A présente à l'intérieur de la conduite 1. La mesure de la pression acoustique A dépend uniquement de l'orientation du capteur relativement à l'intérieur de la conduite 1 . Une même pression acoustique A dans la conduite 1 produit une mesure Al sur l'élément sensible 2, une mesure A2 sur l'élément sensible 5 et une mesure A3 sur un éventuel élément sensible 30. Que ce soit dans la configuration "juxtaposée" de la figure 4 ou dans la configuration "opposée" de la figure 5 , toutes ces mesures sont égales en valeur absolue : I Al I = I A2 I = I A3 I = I A I , la pression acoustique A déformant toutes les membranes de manière analogue. Cependant les orientations des différents éléments sensibles relativement à l'intérieur/ extérieur de la conduite 1 diffèrent et changent le signe de la mesure. Ainsi dans la configuration juxtaposée de la figure 4, le signe des mesures Al et A3 des éléments sensibles 2, 30, tournés vers l'intérieur, est le même, mais est opposé au signe de la mesure A2 de l'élément sensible 4 tourné vers l'extérieur. A contrario, dans la configuration opposée de la figure 5 le signe des deux mesures de pression acoustique Al et A2 est le même, les deux éléments sensibles 2, 4 tournant tous deux vers l'intérieur. Ainsi indépendamment du signe conventionnel des mesures, le produit A1*A2 (ou ce qui est équivalent le rapport Al /A2), est négatif pour une configuration juxtaposée et positif pour une configuration opposée.

En ce qui concerne la mesure de la perturbation vibratoire, ce qui importe est la direction de mesure relative des deux éléments sensibles 2, 4 entre eux. Ainsi lorsque la conduite 1 est globalement soumise à une vibration donnée B, tous ses composants subissent une même accélération 16. Dans ce cas l'orientation absolue du capteur est importante. Des éléments sensibles orthogonaux 2, 30 mesureront respectivement deux composantes orthogonales de l'accélération 16 qui ont peu de chance d'être corrélées ou comparables. Il convient ici, pour que deux éléments sensibles mesurent la même accélération (en valeur absolue), qu'ils présentent des axes de mesure 3, 5, parallèles.

Deux variantes satisfont ce parallélisme : une première où les deux éléments sensibles 2, 4, sont disposés d'un même côté de la conduite 1 , et une seconde où les deux éléments sensibles 2, 4, sont disposés de part et d'autre de la conduite 1.

Ainsi pour une perturbation vibratoire B, une première influence B l est mesurée par le premier élément sensible 2, et une seconde influence B2 est mesurée par le second élément sensible 4. Dans les deux configurations juxtaposée et opposée ces mesures sont toutes égales en valeur absolue : | B l | = | B2 | = | B | . Cependant dans ce cas une configuration juxtaposée telle que celle de la figure 4 où les deux éléments sensibles 2, 4, présentent une même orientation l'un par rapport à l'autre réalise une mesure Bl de même signe que la mesure B2. Au contraire une configuration opposée, telle que celle de la figure 4 où les deux éléments sensibles 2, 4, présentent des orientations opposées l'une par rapport à l'autre, réalise une mesure B l de signe opposé à celui de la mesure B2. Ainsi indépendamment du signe conventionnel des mesures, le produit B1*B2, est positif dans la configuration juxtaposée, et négatif dans une configuration opposée. Dans la pratique, les déformations des membranes 10, 1 1 et des éléments sensibles 2, 4 permettant les mesures ne distinguent pas les contributions dues à la pression acoustique A et à la perturbation vibratoire B. Ces deux contributions s'additionnent algébriquement au niveau de la membrane 10, 1 1. Ainsi le premier élément sensible 2 mesure A l +B l , tandis que le second élément sensible 4 mesure A2+B2.

Cependant, compte tenu des conclusions précédentes, il a été montré que dans les configurations avantageuses retenues, à savoir qui satisfont les deux conditions de périphérie et de parallélisme, soit la composante acoustique A, soit la composante vibratoire B change de signe lorsque l'on passe du premier élément sensible 2 au second élément sensible 4. Cette propriété n'est vérifiée que si une troisième condition est réalisée, à savoir que les deux éléments sensibles 2, 4, sont disposés de part et d'autre de la conduite 1.

Une autre manière plus physique ou plus graphique d'appréhender ce principe, est de remarquer que dans les configurations juxtaposée ou opposée satisfaisant lesdites trois conditions, une pression acoustique A tend à déformer les éléments sensibles 2, 4 de manière "centrifuge" relativement à la conduite 1 , et tel qu'illustré aux figures 12- 17 où seule une pression acoustique A est appliquée, tandis qu'une accélération 16 liée à une perturbation vibratoire B tend à déformer les éléments sensibles 2, 4 de manière "conjointe" ou "parallèle", tel qu'illustré aux figures 6- 1 1 , où seule une perturbation vibratoire B est appliquée. Les figures 12 ou 15, respectivement 13 ou 16, respectivement 14 ou 17, présentent une conduite 1 soumise à une pression acoustique A entraînant une sollicitation de type dépression, respectivement équilibrée, respectivement de type surpression. Les figures 6 ou 9, respectivement 7 ou 10, respectivement 8 ou 1 1 , présentent une conduite 1 soumise à une perturbation vibratoire B entraînant une sollicitation avec une accélération 16 négative -F, respectivement sans accélération, respectivement avec une accélération positive +F.

Ainsi dans une configuration juxtaposée (Figure 4), la pression acoustique A change de signe, mais pas la perturbation vibratoire B. Ainsi si le premier élément sensible 2 mesure un signal de sortie 6 égal à Al+Bl , qui est égal à (ε l *A)+(ε2 *B), avec ε l et ε2 =+/- 1 (ε l et ε2 sont déterminables par l'homme du métier en fonction des conventions retenues), le second élément sensible 4 mesure un signal de sortie 7 égal à A2+B2, qui est égal à ( - ε l *A)+(ε2 *B). Dans cette configuration, une soustraction des deux signaux de sortie 6, 7, permet d'obtenir un signal résultant 9 égal à : (ε l *A+ε2 *B)-(-ε l *A+ε2 *B), soit égal à 2. ε lχA, ne faisant plus apparaître la contribution de la perturbation vibratoire B, tout en doublant le signal utile.

De manière similaire, dans une configuration opposée (Figure 5), la perturbation vibratoire B change de signe, mais pas la pression acoustique A. Ainsi si le premier élément sensible 2 mesure un signal de sortie 6 égal à Al +B l , qui est égal à (ε l *A)+(ε2 *B), avec ε l et ε2 =+/- 1 (déterminables par l'homme du métier en fonction des conventions retenues), le second élément sensible 4 mesure un signal de sortie 7 égal à A2+B2, qui est égal à ( ε l *A)-(ε2 *B). Dans cette configuration, une addition des deux signaux de sortie 6, 7, permet d'obtenir un signal résultant 9 égal à : (ε l *A+ε2xB)+(ε l *A-ε2 *B), soit é gal à 2*ε l *A, ne faisant plus apparaître la contribution de la perturbation vibratoire B, tout en doublant le signal utile.

Les deux configurations permettent ainsi par une opération additive/soustractive simple, que peut réaliser un conditionneur 8 de signal, d'aboutir à un signal résultant 9 égal à 2*A dans lequel n'apparaît plus la contribution de la perturbation vibratoire et doublant la dynamique pour la contribution de la pression acoustique. Ledit doublement offre l'avantage d'augmenter le rapport signal sur bruit d'un facteur deux.

Avantageusement, les deux éléments sensibles 2, 4 et les membranes 10, 1 1 , sont identiques. Une telle identité simplifie, la réalisation du dispositif, ainsi que l'approvisionnement et la gestion des composants. De plus ceci garantit que toutes les mesures sont comparables puisque l'on est en présence des mêmes caractéristiques : masse M des éléments sensibles 2, 4, caractéristiques thermiques, électriques, etc. L'hypothèse d'égalité des valeurs absolue est ainsi plus simple à réaliser en présence des mêmes sollicitations.

Si les figures ont été décrite s sur la base d'un élément piézoélectrique, l'homme du métier conçoit aisément que l'enseignement de la présente description est applicable à tout microphone. Un microphone quel que soit son type est apte à mesurer le mouvement d'une membrane de détection. Cette membrane et l'élément sensible qui lui est associé présentent nécessairement une certaine masse/ inertie et sont donc sujet à être perturbés par une accélération d'origine vibratoire. Selon un mode de réalisation avantageux, ces microphones sont des micro systèmes électromécaniques. Un exemple d'un tel micro système électromécanique est un microphone miniature de référence commerciale SMM310 de la société Infineon. SMM signifiant : Silicon MEMS Microphone ou microphone silicium MEMS. MEMS signifiant : Micro Electro Mechanical System ou micro système électromécanique.

Selon un mode de réalisation avantageux les éléments sensibles 2, 4 sont des éléments piézoélectriques.

Selon un mode de réalisation illustré aux figures 6-8 et 12- 14 la somme, ou la différence des premier 6 et second 7 signaux, est réalisée en câblant en série les deux éléments sensibles 2, 4, et en mesurant un signal de sortie 9 en tension aux bornes des deux éléments sensibles 2, 4 ainsi câblés en série. Un montage série correctement orienté permet ainsi de soustraire la première tension issue de la composante vibratoire Bl de la seconde tension issue de la composante vibratoire B2 de même signe, ou de les ajouter lorsqu'elles sont de signes différents afin de les annuler mutuellement dans le signal utile résultant 9.

Selon un mode de réalisation alternatif illustré aux figures 9- 1 1 et 15- 17 la somme, ou la différence, est réalisée en câblant en parallèle les deux éléments sensibles 2, 4 et en mesurant un signal de sortie 9 en intensité dans le circuit ainsi câblé. Dans ce cas ce sont les charges B l produites par un élément sensible 2 , 4 sous l'influence des vibrations qui sont "consommées" par l'autre élément sensible 2, 4, et qui s'annulent avec les charges B2 produites par l'autre élément sensible 2, 4 sous l'influence des vibrations. Un tel montage est avantageux en ce qu'il permet de conserver une même référence de mas se pour le s membrane s métalliques 10, 1 1. Ceci est particulièrement intéressant pour conserver une influence symétrique des perturbations électromagnétiques sur les deux éléments sensibles 2, 4.

D'autres circuits plus complexes sont encore possibles sur le principe d'un montage série ou parallèle. Il est ainsi possible de réaliser une combinaison analogique avant amplification, par exemple au moyen d'un amplificateur opérationnel 12. Une telle approche analogique s'avère avantageuse en ce qu'elle permet de tolérer une grande dynamique de vibration. Il est aussi possible de réaliser une combinaison numérique après amplification et numérisation. Cependant une telle approche numérique peut conduire à une saturation du signal amplifié qui peut déformer le signal résultant 9 si la dynamique d'amplitude de la composante due aux vibrations déborde de l'étendue de la tension d'alimentation. Bien que le câblage série ou parallèle puisse permettre d'obtenir directement un signal 9 débarrassé des perturbations vibratoires, il est préférable de traiter électroniquement les signaux 6, 7 des deux éléments sensibles 2, 4 au préalable, afin d'apporter d'éventuelles corrections électroniques. Les figures 19-22 présentent plusieurs exemples de circuit de conditionnement 8 de deux éléments sensibles 2, 4.

La figure 19 illustre un montage en série avec combinaison analogique réalisée par un amplificateur opérationnel 12 permettant de réaliser une sommation analogique de tensions. Les deux éléments sensibles 2, 4, sont polarisés par l'intermédiaire des résistances de polarisation RPoI et des condensateurs de liaison CPoI. Les résistances d'équilibrage REqu permettent de charger les éléments sensibles 2, 4, de façon à évacuer les charges générées lors des vibrations. Ainsi en l'absence de signal aucun courant ne circule dans R3 et la tension de sortie VOut est égale à la tension de polarisation VPoI, soit la tension d'alimentation Vcc divisée par deux. Les vibrations génèrent des signaux opposés sur les éléments sensibles 2, 4, qui s'annulent lors de l'addition. Les relations suivantes sont vérifiées : VOUtI=VPoI-(Vl -VPol)*Rl /R3-(V2-VPol)*R2/R3

Si Rl=R2=r et R3=R

Alors VOutl= VPoI- (Vl- VPoI+ V2-VPol)*R/r

Un tel circuit présente l'avantage de pouvoir facilement limiter la bande passante amplifiée, en réglant RPoI, CPoI et RLim qui forment un filtre passe haut, et en plaçant une capacité en parallèle de R3 pour former un filtre passe bas. La figure 20 illustre un montage en série avec combinaison analogique réalisée par un amplificateur opérationnel 12 permettant de réaliser une soustraction analogique de tensions.

Comme dans le circuit précédent, les deux éléments sensibles 2, 4, sont polarisés par l'intermédiaire des résistances de polarisation RPoI et des condensateurs de liaison CPoI . Le s ré sistance s d'équilibrage REqu permettent de charger les éléments sensibles 2, 4, de façon à évacuer les charges générées lors des vibrations. Les relations suivantes sont vérifiées : VOut2=VPol+(V4-VPol)*R7/R6-(V3-VPol)*R5/R4

Si R4=R6=r et R5=R7=R

Alors VOut2= VPol+(V4-V3)*R/r

La figure 21 illustre un montage en parallèle avec combinaison analogique réalisée par un amplificateur opérationnel 12 permettant de réaliser une sommation analogique de charges. Le montage intégrateur somme les courants créés par les éléments sensibles 2, 4. Les résistances R8 et R9, possède une même valeur R, et introduisent un filtre passe bas de constante de temps 1 /RC. La résistance RInt de grande valeur par rapport à R permet de créer un filtre passe haut et ainsi d'éviter une saturation par l'intégration d'un défaut de symétrie ou du composant amplificateur. Ainsi la bande pas sante de l'amplificateur est réglable. Sa tension de sortie au repos, en l'absence de sollicitation est égale à la tension de polarisation (VCInt=0). Les relations suivantes sont vérifiées : VOut3= - l /CInt*S(I5(t)+I6(t))dt

R8=R9=r et RInt » r

La figure 22 illustre un montage où les deux signaux sont numérisés de façon indépendante afin d'être traités numériquement. Les éléments sensibles 2, 4, sont amplifiés séparément. VOut7 et VOut8 sont dirigés vers un microcontrôleur (non représenté), ou équivalent, en charge de numériser les signaux et de les additionner ou de les soustraire. Le conditionneur 8, dans ce cas, comporte en plus du circuit, ledit microcontrôleur. Il comprend un échantillonneur 14 apte à numériser le premier signal 6, un échantillonneur 15 apte à numériser le second signal 7 et un sommateur 13 apte à additionner, ou soustraire, les deux signaux numérisés. Il est alors éventuellement possible d'appliquer un coefficient ou une table correctrice ou d'introduire un filtrage numérique séparément sur chaque signal. Ce montage convient donc à toutes les dispositions et polarités possibles de transducteurs. La configuration se fait alors avantageusement par adaptation du logiciel. La figure 18 illustre l'avantage selon l'invention de la suppression des perturbations vibratoires. Sur un graphique tension/temps sont représentés pour un dispositif selon l'invention : un premier signal 24 issu d'un premier élément sensible 2, un second signal 25 issu d'un second élément sensible 4, un signal 26 obtenu ici par différence des deux signaux précédents 24, 25, un signal de référence zéro/masse 27, une tension de polarisation 28, et une tension d'alimentation 29. La conduite 1 du dispositif est soumise d'une part à un signal sinusoïdal de pression acoustique de fréquence 100Hz et d'amplitude 10 mV, et d'autre part à des vibrations potentiellement perturbantes selon un spectre illustratif présentant trois modes à 50, 200 et 800 Hz avec des amplitudes de 200OmV. Le signal de sortie du dispositif 9 est figuré par la courbe 26. Ainsi si le spectre des vibrations est bien visible sur les signaux 24 , 25 des éléments sensibles 2 , 4, considérés indépendamment, il est obtenu en sortie un signal sinusoïdal 26 comparable en fréquence (100Hz) au signal de pression acoustique d'entrée, d'amplitude doublée (2OmV), et parfaitement débarrassé d'éventuelles perturbations vibratoires, quel que soit leur spectre fréquentiel.