Présentation
Auteur(s)
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Jean-Paul DUBUS : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Docteur ès Sciences Physiques, Spécialité Électronique - Professeur à l’Université des Sciences et Technologies de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le comptage n’est pas, à proprement parler, une opération de mesure mais plutôt une opération de contrôle. Il est à considérer néanmoins comme un problème connexe des mesures, problème d’une part très ancien, avec les compteurs volumétriques de fluides, les compteurs-intégrateurs d’énergie ou autre et les compte-tours en vue d’une détermination de vitesse ou de distance, mais aussi problème plus récent, comportant, pour les comptages les plus divers, les processeurs modernes auxquels il est fait appel de plus en plus pour l’exploitation et le traitement des résultats de mesure. On peut schématiser la structure d’une voie de mesure comme représenté sur la figure.
Dans l’appareillage de mesure, le comptage est largement utilisé soit sous forme intégrée au capteur, soit dans les étages de traitement du signal, qui constituent aujourd’hui la plus vaste tâche dans l’instrumentation de mesure, soit dans les étages de sortie pour contrôler la visualisation ou les organes de commande.
Les réalisations des compteurs sont différentes suivant la technologie mise en œuvre ; le comptage peut exploiter les principes de divers domaines scientifiques et techniques (mécanique, électromagnétique, physico-chimique, électronique).
Les capteurs modernes transforment les grandeurs physiques en grandeurs électriques analogiques ou numériques et, pour des raisons de commodité, les signaux délivrés sont traités à l’aide des techniques de l’électronique numérique où la fonction comptage est largement utilisée quel que soit le niveau du traitement de la mesure (capteurs, étages de traitement, étages de contrôle).
La fonction de l’électronique la plus fiable, la plus stable et la plus simple à réaliser est celle qui agit en ne prenant que deux états stables, auxquels on affecte les valeurs 0 et 1.
La maîtrise des technologies de l’intégration des composants électroniques solides et les progrès réalisés en matière de traitement numérique du signal ont conduit à l’état actuel de l’utilisation et de la présentation des composants compteurs dans les chaînes de mesure.
l’article « Fonction comptage des appareils » fait l’objet de plusieurs fascicules :
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[R 510] Bascules et compteurs ;
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Fonction comptage des appareils- Logiques câblées et programmées Logiques câblées et programmées.
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1985 par Jean-Paul DUBUS
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Exemples de fonctions réalisées par les compteurs3. Compteurs électroniques
3.1 Généralités
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Les compteurs électroniques tirent leur origine de la recherche d’une façon de compter automatiquement des impulsions représentatives d’éléments dénombrables (éléments physiques, unités, etc.). Ils sont constitués de bascules (capables de mémoriser un élément binaire) et ils possèdent une entrée horloge, sur laquelle sont appliquées les impulsions à compter, et une sortie parallèle représentant un mot binaire. Il existe en principe une correspondance biunivoque entre le mot binaire de sortie du compteur, qui constitue aussi son état, et l’ordre de chaque impulsion appliquée à l’entrée du compteur. Le compteur garde en mémoire l’état qu’il a pris au passage d’une impulsion jusqu’à l’arrivée de l’impulsion suivante.
Pour un compteur à n étages, le mot binaire de sortie comporte n bits et le compteur peut compter de 0 à 2n – 1 impulsions (figure 16a ) ; au-delà, le compteur recommence un cycle.
L’ensemble des 2n mots binaires de n bits forme une séquence déterminée et constitue un code à n bits. Avec n bits on peut former 2n ! codes différents, mais seuls quelques-uns ont des propriétés intéressantes et sont couramment employés. La figure 16b donne l’exemple d’un compteur binaire naturel à 3 bits.
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Un code peut être décrit par une table qui contient les mots binaires ordonnés (figure 16c ) ; cette table est la table de vérité du compteur. On peut facilement générer n’importe quel code comportant au plus 2n mots binaires avec un compteur en interconnectant convenablement les n bascules qui le composent. Un compteur peut être décrit par le schéma d’interconnexion des bascules et des circuits logiques qui le composent, par sa table de vérité, et/ou par le chronogramme des signaux générés à l’entrée et sur chaque connexion de sortie (figure 16d ).
La table de vérité qui décrit un code peut, d’un point de vue formel, symboliser seule un compteur électronique.
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