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FLG
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Gnal
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DANS
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Classi
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Preli
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Tif
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Fre
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Trou
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Molecule
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mercury
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lithium
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impe
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reso
(1)
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mercury-lithium
(1)
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bistal
(1)
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water
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Chemical Role
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antiseptic
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Organism
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propor
(1)
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Disease
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Medi
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519142A1
Family ID 2024272
Probable Assignee Terumo Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title THERMOMETRE MEDICAL ELECTRONIQUE
Abstract
_________________________________________________________________
DANS LE THERMOMETRE MEDICAL ELECTRONIQUE SELON LA PRESENTE INVENTION,
UN DISPOSITIF 40 DE DETECTION DE TEMPERATURE ENGENDRE UN SIGNAL DE
SORTIE PROPORTIONNEL A UNE TEMPERATURE, CE SIGNAL DE SORTIE SERVANT DE
BASE POUR DISCRIMINER UNE TEMPERATURE SUPERIEURE A UNE TEMPERATURE DE
SEUIL PREDETERMINEE AINSI QU'UN GRADIENT DE TEMPERATURE CROISSANT
PENDANT UNE PERIODE DE TEMPS PREDETERMINEE. LORSQUE LE MOYEN 44
EFFECTUANT LA DISCRIMINATION DETECTE LES DEUX CONDITIONS, UN
DISPOSITIF 46 DE MESURE DE TEMPERATURE COMMENCE A MESURER LA
TEMPERATURE EN SE BASANT SUR LE SIGNAL D'ENTREE FOURNI PAR LE
DISPOSITIF DE DETECTION DE TEMPERATURE. LORSQUE LADITE MESURE
COMMENCE, LE DISPOSITIF DE MESURE 46 AUGMENTE LA RESOLUTION DE
L'INFORMATION QUI EST RELATIVE A LA TEMPERATURE ET QUI EST FOURNIE PAR
LE DISPOSITIF DE DETECTION 40.
Description
_________________________________________________________________
i
Thermometre medical electronique.
La presente invention concerne un thermometre medi-
cal electronique et elle a trait,plus particulierement, a un
thermometre medical electronique qui, lorsqu'il est mis en
contact avec la surface d'un corps humain, detecte que l'ins-
trument se trouve dans un etat lui permettant de mesurer la
temperature de ce corps.
Grace aux progres rapides que l'on a fait dans la
technique des semiconducteurs, on dispose maintenant de ther-
mometres medicaux electroniques dans lesquels un microcalcu-
lateur, c'est-a-dire un calculateur forme sur une seule puce de
semiconducteur, est loge dans une enceinte ayant a peu pres
la meme taille que le thermometre medical classique en verre.
Le thermometre medical electronique de ce type mesure et affi-
che la temperature du corps en utilisant une pile, comme par exemple
une pile au mercury/lithium comme source d'alimenta 4
tion en energie electrique Toutefois, en raison de la conscm-
mation importante d'energie du microcalculateur, les thermo-
metres medicaux electroniques compacts qui sont equipes de
pile d'une faible capacite sont confrontes a des pro-
blemes tels qu'un remplacement relativement frequent des piles
et le risque d'erreur de mesure du a des piles dechargees.
Certains thermometres medicaux electroniques classiques sont munis
d'un interrupteur d'alimentation manuel tandis que
d'autres sont concus de telle sorte que la source d'alimenta-
tion n'est branchee que lorsqu' une mesure est reellement
effectuee Les thermometres medicaux electroniques de ce der-
nier type utilisent un interrupteur actionne par effleurement ou par
pression afin de supprimer l'operation d'actionnement
manuelle de l'interrupteur, ou bien on recourt a la combinai-
son de l'interrupteur a effleurement ou a pression avec un
interrupteur manuel pour reduire la consommation d'energie
en interrompant la circulation du courant au cours d'une me-
sure chaque fois que le thermometre n'est pas reellement en
contact avec le corps.
Dans l'agencement de l'interrupteur a effleurement, il est de pratique
courante d'utiliser un element sensible
ou element de detection, en particulier un element a impe-
dance variable, comme par exemple un condensateur ou une bobine, du
type qui subit une variation d'impedance lorsqu'il est amene au
voisinage du corps humain ou en contact avec ce corps Toutefois, comme
le thermometre est utilise avec une gaine recouvrant la sonde associee
a l'element sensible, l'effet d'un tel agencement se traduit par une
diminution
prononcee de la fiabilite.
D'un autre point de vue, un thermometre medical
electronique muni d'un detecteur a haute impedance fonction-
nant par contact est adapte pour que le commencement ou declen-
chement de la mesure soit detecte par la venue en contact du
detecteur avec le corps humain Toutefois, en raison de fac-
teurs,tels qu'une variation d'epaisseur de la gaine, une va-
riation de l'intervalle entre cette gaine et le detecteur fonctionnant
par contact ainsi qu'entre la gaine et la surface du corps humain, on
ne parvient pas a obtenir une variation suffisante d'impedance tant
avec les detecteurs a capacite variable qu'avec les detecteurs a
inductance variable En outre, la gaine elle-meme est isolee
electriquement Par consequent, un agencement de detecteur du type
ci-dessus-ne garantit pas toujours une detection avec un degre eleve
de surete de son contact avec le corps humain En outre, les
interrumpteurs actionnes par effleurement ou par contact ne reduisent
pas necessairement la consommation d'energie dans une mesure
satisfaisante,de sorte que le probleme d'une decharge rapide
de la pile subsiste.
C'est pourquoi la presente'invention a ete concue pour supprimer les
inconvenients mentionnes ci-dessus que l'on
rencontre dans les thermometres medicaux electroniques classi-
ques, particulierement dans le moyen de detection servant a
detecter le debut ou declenchement d'une mesure de temperatu-
re du corps.
La presente invention a pour premier objet un thermo-
metre medical electronique capable de detecter de facon sure le debut
d'une mesure de temperature sans reagir de facon erronee a une
variation de la temperature ambiante ou autre variation analogue,cela
en utilisant comme critere un seuil de temperature ainsi qu'un
gradient de temperature sur une periode
de temps predeterminee.
La presente invention a pour second objet la reali-
sation d'un thermometre medical electronique de taille et de prix
reduits par combinaison du moyen sensible a la chaleur du dispositif
servant a detecter le debut ou declenchement de la mesure avec le
moyen sensible a la chaleur que comporte
le thermometre medical electronique en augmentant ainsi la fia-
bilite generale et en reduisant le nombre d'elements constitutifs.
La presente invention a pour troisieme objet un ther-
mometre medical electronique qui consomme peu d'energie, par-
ticulierement lorsque ce thermometre est dans une condition
d'attente jusqu'au moment o commence la mesure.
Conformement a la presente invention, on atteint les objets ci-dessus
ainsi que d'autres objets en realisant un
thermometre medical electronique qui comprend un moyen de de-
tection de temperature engendrant un signal de sortie propor-
tionnel a une temperature, un moyen de decision discriminant en se
basant sur le signal de sortie du moyen de detection de temperature,
une temperature superieure a une temperature de
seuil predeterminee ainsi qu'un gradient de temperature crois-
sant sur une periode de temps predeterminee, et un moyen de mesure
place dans un mode de declenchement de mesure par un signal de
discrimination provenant du moyen de decision pour
declencher une mesure de temperature en se basant sur un si-
gnal d'entree provenant du moyen de detection de temperature.
Le moyen de decision discrimine tout d'abord une temperature
superieure a la temperature de seuil puis discrimine a partir de la
temperature discriminee un gradient de temperature
croissant, ce moyen de decision comprenant un compteur/decomp-
teur pour engendrer un signal de sortie proportionnel a une
temperature detectee par le moyen de detection de temperature, et un
decodeur pour engendrer,d'une part, un premier signal de sortie en
reponse a un signal d'entree provenant du compteur/ decompteur et
representant une valeur de compte correspondant a une temperature
superieure a la temperature de seuil, ce premier signal de sortie
inversant le sens de comptage du compteur/decompteur de telle sorte
que ce compteur/decompteur effectue un compte a rebours d'une valeur
proportionnelle a
la temperature pendant une periode de temps predeterminee, et.
d'autre part, un second signal de sortie en reponse a un signal
d'entree provenant du compteur/decompteur et representant une valeur
de compte correspondant a un gradient de temperature croissant d'une
grandeur superieure a celle d'un gradient de temperature croissant
predetermine, le second signal de sor- tie etablissant le mode de
declenchement de mesure Le moyen de decision comprend egalement un
moyen de remise a zero pour
remettre a zero la valeur du compte dans le compteur/decomp-
teur lorsque le premier signal de sortie n'a pas ete engen-
dre et lorsque le second signal de sortie n'est pas engen-
dre apres l'emission du premier signal de sortie.
Dans une conception de la presente invention, le
thermometre medical electronique comprend un moyen de detec-
tion de temperature pour engendrer un signal de sortie pro-
portionnel a la temperature sous la forme d'une valeur nume-
rique conforme a au moins l'une de deux resolutions dont une
est elevee et l'autre faible, un moyen de decisiarpour dis-
criminer, en se basant sur le signal de sortie du moyen de detection
de temperature en conformite avec la resolution faible, une
temperature superieure a une temperature de seuil predeterminee ainsi
qu'un gradient de temperature croissant
sur une periode de temps predeterminee, un moyen d'etablisse-
ment de resolution pour faire passer la resolution du moyen de
detection de temperature d'une valeur faible a une valeur elevee en
reponse a un signal de discriminaton provenant du moyen de decision,
et un moyen de mesure place dans un mode de declenchement de mesure
par un signal de discrimination provenant du moyen de decision pour
declencher une mesure de temperature en se basant sur la valeur
numerique se conformant a la resolution elevee et provenant du moyen
de detection de temperature Le moyen de detection de temperature
comprend
un moyen de conversion de temperature en frequence, un comp-
teur pour compter la frequence et pour fournir un signal re-
presentant cette frequence, un moyen d'etablissement de reso-
lution sensible a un signal de sortie du moyen de decision pour faire
passer la duree d'une operation d'echantillonnage executee par le
compteur d'une valeur faible a une valeur elevee Le moyen de decision
comprend un compteur/decompteur
pour fournir un signal de sortie proportionnel a une tempera-
ture detectee par le moyen de detection de temperature, et un
decodeur pour fournir, d'une part, un premier signal de sor-
tie en reponse a un signal d'entree provenant du compteur/ decompteur
et representant une valeur de compte correspondant a une temperature
superieure a la temperature de seuil, ce premier signal de sortie
inversant le sens de comptage du compteur/decompteur de telle sorte
que ce compteur/decompteur effectue pendant la periode de temps
predeterminee un compte a rebours d'une valeur proportionnelle a la
temperature et,
d'autre part, un second signal de sortie en reponse a un si-
gnal d'entree provenant du compteur/decompteur et representant
une valeur de compte correspondant a un gradient de tempera-
ture croissant d'une grandeur superieure a celle d'un gradient de
temperature croissant predetermine, ce second signal de sortie
etablissant le mode de declenchement de mesure et commandant le moyen
d'etablissement de resolution Le moyen de decision comprend, en outre,
un moyen de remise a zero pour remettre a zero la valeur du compte
dans le compteur/decompteur lorsque le premier signal de sortie n'a
pas ete engendre et lorsque le second signal de sortie n'est pas
engendre apres l'emission du premier signal de sortie 1 D'autres
caracteristiques et avantages de la presente
invention apparaitront dans la description donnee ci-apres en
reference aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1 est une
schema synoptique illustrant un mode de realisation d'un thermometre
medical electronique selon la presente invention;
les figures 2 a et 2 b sont des vues schematiques mon-
trant,sous une forme simplifiee, la source d'alimentation du
thermometre medical electronique et une section de commande pour
brancher cette source d'alimentation; la figure 3 est une ordinogramme
utilise pour decrire la commande effectuee par une unite de commande
principale (CPU) placeedans un microcalculateur represente sur la
figure 1; la figure 4 est un schema synoptique illustrant la structure
de base d'un second mode de realisation de la presente invention; la
figure S est une schema synoptique illustrant le mode de realisation
de la figure 4 d'une facon plus detaillee; la figure 6 est une
diagramme chronologique utilise pour decrire le fonctionnement de
l'agencement represente sur la figure 4; la figure 7 est un schema
synoptique illustrant un exemple de la structure specifique d'un
dispositif servant a transformer une resistance en une frequence
d'impulsions; la figure 8 est un schema synoptique illustrant les
details du dispositif de commande represente sur la figure 5; et les
figures 9 a et 9 b sont des ordinogrammes utilises
pour decrire le fonctionnement et la commande de l'unite cen-
trale de commande (CPU) lorsque la source d'alimentation du
microcalculateur est branchee.
Comme on peut le voir sur la figure 1, un thermometre medical
electronique selon le present mode de realisation de l'invention
comprend une thermistance 1 dont l'impedance varie avec la
temperature, un convertisseur analogique/numerique (A/D) 2 pour
convertir la variation d'impedance en une quantite numerique, un bus 3
de donnees et un microcalculateur 7 relie
au convertisseur A/D 2 au moyen du bus 3 de donnees Le micro-
calculateur 7 envoie au convertisseur A/D 2, par l'interme-
diaire de la ligne 4, un signal pour regler la resolution (pre-
cision) du convertisseur, et par l'intermediaire de la ligne, un
signal donnant une instruction de conversion analogique/
numerique (A/D) Le convertisseur A/D 2 envoie au microcalcula-
teur 7,par l'intermediaire de la ligne 6, un signal indiquant la fin
de la conversion A/D De plus, le microcalculateur 7
recoit un signal d'interruption sur la ligne 8, ce signal arri-
vant toutes les quatre secondes, par exemple.
Le thermometre medical electronique 10 proprement dit, represente sur
la figure 2 a, 2 b est alimente par une pile, par exemple une pile au
mercury-lithium constituant une source d'alimentation 12 La source
d'alimentation 12 n'est relie a une charge que lorsque le thermometre
medical electronique effectue une mesure de temperature Quand le
thermometre est
range dans son etui 14, le source d'alimentation 12 est comple-
tement debranchee de la charge, laquelle est par exemple un'dis-
positif pour detecter le debut d'une mesure, le microcalculateur, etc
A cette fin, un aimant permanent 16 est fixe a l'etui 14 tandis que
l'interieur du thermometre medical electronique
est pourvu d'un interrupteur a lames de contact sous envelop-
pe scellee, cet interrupteur comportant un contact 18 normale-
ment ouvert et etant, place a un endroit o il est soumis a l'action du
champ magnetique de l'aimant 16 chaque fois que le thermometre 10 est
place dans l'etui 14 Les connexions du circuit sont telles que le
contact 18 commande le branchement entre la source d'alimentation 12
et la charge complete De ce fait, lorsque le thermometre medical
electronique 10 est
place dans son etui 14, absolument aucune energie n Cest con-
sommee; lorsqu'il est extrait, la charge est alimentee en
energie electrique suivant les besoins dictes par les condi-
tions.
On va se referer maintenant a la figure 3 pour de-
crire la commande executee par le microcalculateur 7 Dans
l'expose qui va suivre, on va supposer un gradient de tempe-
rature qui n'est pas inferieur a 0,30 C/4 S pour une periode
d'echantillonnage de 4 secondes, et un seuil de temperature de 300 C.
Lorsque l'on extrait le thermometre electronique 10
de l'etui 14, la source d'alimentation 12 est branchee auto-
matiquement a la chargece qui fait demarrer la sequence de commande et
initialise, c'est-a-dire remet a zero, le systeme (phases Si et 52) Du
fait qu'un element d'indication (un bit " 1 "' logique) est etabli
lors de la premiere constatation d'une mesure de temperature de 30 'C
ou plus, un " O " logique est place prealablement dans une des parties
(que l'on designera par la suite par l'abreviation FLG) d'un registre
a l'interieur d'une memoire RAM place dans l'unite de traitement
central CPU
du microcalculateur (phase 53).
Une mesure preliminaire de temperature etant effec-
tuee pour detecter la reunion des conditions pour le debut
d'une mesure, il faut une longue periode de temps pour la con-
version analogique/numerique En d'autres termes, pour une mesure
preliminaire, il n'est pas necessaire de mesurer la temperature avec
precision en ayant recours a une resolution elevee qui exige une forte
consommation d'energie Il n'est pas
non plus necessaire d'effectuer la mesure d'une facon continue.
C'est pourquoi, comme represente dans la case correspondant a la phase
54 de l'ordinogramme, le microcalculateur 7 envoie un signal " O "
logique au convertisseur A/D 2 par la ligne 4
S pour etablir sa resolution de facon telle qu'une mesure preli-
minaire de faible precision et de courte duree d'echantillon-
nage soit executee de facon intermittente toutes les quatre
secondes par exemple Ensuite, au cours de phase 55, le micro-
calculateur arrete la CPU et prend un etat arrete jusqu'a l'in-
terruption suivante.
La CPU commence la routine de commande pour une mesure de temperature
en reponse a une entree d'interruption qui arrive toutes les quatres
secondes, par exemple, par l'in-,
termediaire de la ligne 8 Lors de l'arrivee du signal d'inter-
ruption, le microcalculateur 7 applique tout d'abord le signal
de commande de conversion A/D au convertisseur A/D 2 par l'in-
termediaire de la ligne 5 (phase Si) Au cours de la phase 52,
le microcalculateur determine si le signal de fin de conver-
sion A/D a ete emis par le convertisseur A/D 2; le traitement
passe a la phase 53 si le signal a ete emis Dans le cas con-
traire, la phase 52 est repetee jusqu'a ce que la decision dans la
phase 52 soit affirmative Au cours de la phase 53, la temperature du
corps, mesuree et convertie en une donnee numerique de temperature par
le convertisseur A/D 2 Test extraite du convertisseur 2 par la CPU par
l'intermediaire du bus 3 de donnees et est enregistree dans un
registre Rl place dans la memoire RAM mentionnee ci-dessus La phase 54
exige une decision determinant si oui ou non la donnee de tem-
perature lue au cours de la phase 53 represente une temperature
superieure a 300 C Si cela n'est pas le cas, la commande passe a la
phase 55 o FLG est un " O " logique En d'autres termes, il s'agit
d'une phase preparatoire pour faire en sorte que le prochain article
de donnees de temperature emmagasinees dans le registre Rl soit le
premier article de donnees representant une temperature de 300 C ou
plus Au cours de la phase 56, la CPU
s'arrete pour attendre la prochaine interruption.
En revenant a la phase 54, on va supposer maintenant
que l'on constate que la donnee de temperature indique une tem-
perature de 300 C ou plus et, dans ce cas, la commande passe a la
phase 57 o on discrimine si oui ou non FLG est un "O" logique Dans
l'affirmativele systeme passe a la phase 58 o il est demande que la
donnee de temperature extraite du convertisseur soit enregistree dans
un registre R 2 Le traitement passe maintenant a la phase 59 o FLG est
un " 1 " logique puis a la phase 510 o le sequence s'arret pour
attendre la
prochaine interruption A l'arrivee de la prochaine interrup-
tion, le traitement suit les phase Si a 54 pour la lecture de la
donnee de temperature Lorsque le phase 57 est atteinte, la decision
ici est negative etant donne que FLG est un " 1 " logique en raison de
la phase de traitement 59 declenchee par
l'interruption anterieure Le traitement passe a la phase Sll.
La phase de decision Sll exige que la donnee de temperature
enregistree en dernier soit comparee avec la donnee de temperature
actuelle enregistree par l'interruption la plus recente, c'est-a-dire
que l'operation arithmetique R 1-R 2 (contenu du registre Rl moins le
contenu du registre R 2) soit
effectuee pour determiner le gradient de temperature On com-
prendra que cette determination du gradient Ade la temperature a lieu
toutes les quatre secondes etant donne qu'il s'agit la de l'intervalle
entre les signaux d'interruption S'il est constate au cours de la
phase Sll que la condition R 1-R 2 &#x003E; 0,30 C persite, ceci
signifie que le thermometre medical est en etat
d'effectuer une mesure de temperature serieuse Le microcalcu-
lateur 7 fournit donc un signal " 1 " logique au convertisseur A/D 2
par l'intermediaire de la ligne 4 de maniere a augmenter la resolution
du convertisseur (phase 512) En d'autres termes, le convertisseur 2
est regle de maniere a echantillonner la temperature sur une periode
de temps plus longue Le systeme passe alors a la phase 513 qui
requiert que la CPU effectue une mesure reelle de la temperature du
corps Par consequent,
quand cette phase est atteinte, l'interruption de quatre secon-
des est neutralisee.
Si la decision rendue au cours de la phase Sll est negative, ce qui
indique que le gradient de temperature sur un intervalle de temps
predetermine est inferieur a 0,3 C, le traitement passe a la phase 514
qui requiert que la CPU donne a FGL la valeur logique " O " Le systeme
passe ensuite a la
case Sl S o la sequence est arretee jusqu'a la prochaine inter-
ruption. On peut aussi realiser la presente invention a l'aide d'une
logique cablee, comme illustre dans le mode de realisa-
tion de la figure 4 Dans ce cas, le thermometre medical elec-
tronique comprend un dispositif 40 de detection de temperature
consistant en un element tel qu'une thermistance dont la resis-
tance varie en fonction de la temperature, un dispositif de conversion
42 pour convertir la frequence d'oscillation d'un
oscillateur en une quantite numerique proportionnelle a la re-
sistance du dispositif de conversion 40, un dispositif de de-
cision 44 pour decider, en se basant sur la donnee de sortie du
dispositif de conversion 42, si oui ou non le thermometre is se trouve
dans une condition permettant de commencer une mesure,
et un dispositif de mesure 46 qui commence a executer une me-
sure de temperature uniquement lorsque le dispositif de deci-
sion 44 lui a fourni un signal indiquant que la condition de
commencement de mesure a ete atteinte Quand le dispositif de decision
44 fournit ledit signal, le dispositif de mesure 46 envoie un signal
de commande au dispositif de conversion 42, comme indique par la ligne
en traits interrompus, de maniere a etablir ainsi une duree
d'echantillonnage de valeur accrue pour
accroitre la resolution du convertisseur.
On va maintenant decrire de facon plus detaillee en
se referant aux'figures 5 et 6 la structure et le fonctionne-
ment du present mode de realisation.
Comme on peut le voir sur la figure 1, une thermis-
tance 101 destinee a mesurer la temperature du corps est reliee a un
circuit 102 (que l'on appellera ci-apres: le circuit de conversion)
servant a convertir la resistance en une frequence
d'impulsions Le circuit de conversion 102 recoit d'un disposi-
tif de commande 127 un signal 106 de rythme de reference et un
signal 104 de commande de conversion Quand le signal de com-
mande 104 du dispositif de commande 127 devient un " 1 " 1 logique, en
constituant ainsi un signal de commencement de mesure, le
circuit de conversion 102 commence l'operation de conversion.
Le signal 104 est transforme en un " O " logique par un signal de fin
de conversion que le circuit de conversion 102
envoie au dispositif de commande 127, ce qui met fin a l'ope-
ration de conversion.
Le circuit de conversion 102 peut comprendre un oscillateur (OSC) dont
la frequence d'oscillation varie avec la resistance de la thermistance
101 et un circuit de commande destine a commander l'oscillation, le
circuit de conversion 102 etant adapte pour fournir des impulsions que
l'oscillateur engendre pendant un intervalle de temps determine (a
savoir
le temps de conversion du circuit de conversion) Ces impul-
sions constituent la sortie du circuit de conversion 102 comme
on va le decrire ci-apres.
La structure et le fonctionnement du circuit de conversion 102 peuvent
etre deduits de la figure 7 Le circuit de commande est muni d'un
dispositif de minutage programmable
qui, en reponse au signal 104 de commencement de mesure, four-
nit a l'oscillateur OSC une commande de conversion d'une duree
predeterminee Tl A la reception de ce signal, l'oscillateur OSC emet
des impulsions dont le nombre correspond a la duree Tl Le circuit de
commande engendre le signal 105 de fin de
conversion lorsque le temps de conversion Tl expire Il con-
vient de remarquer que, lorsque le circuit de commande recoit un
signal 125 de commencement de mesure, signal que l'on va decrire
ci-apres, le dispositif de minutage programmable est regle sur une
valeur qui etablit un temps de conversion plus grand Tl Ces mesures de
temps sont effectuees sur la base
du signal 106 de rythme de reference.
En examinant de nouveau la figure 5, on voit que les impulsions
mentionnees ci-dessus engendrees par le circuit de 3.0 conversion 102
sortent sous la forme d'un signal de sortie 103 forme par des
impulsions representant des donnees Ces impulsions constituent
l'entree de rythme (CSK) d'un compteur
107 Le compteur 107 est du type compteur-decompteur et compor-
te une borne de comptage/decomptage (U/D) pour decider du sens de
comptage Lorsqu'un " 1 " logique apparait a la borne U/D, le
compteur compte les impulsions appliquees a sa borne de rythme.
Un " O " logique a la borne U/D provoque le decomptage des impul-
sions appliquees a la borme de rythme R designe la borne de remise a
zero du compteur 107 La sortie 108 de donnees du compteur 107 est
appliquee a un decodeur 112 sous la forme d'une entree de donnees Le
decodeur 112 est adapte pour produire une sortie logique " 1 " sur sa
borne de sortie Tl lorsqu'il s recoit du compteur 107 une entree de
donnees equivalente a impulsions, ceci ayant lieu lorsque la
thermistance 101 detecte une temperature de 300 C Un signal apparait
sur la borne de sortie T 2 du decodeur 112 lorsqu'un " O " logique est
applique a la borne U/D du compteur 107 et le compteur decompte
jusqu'a -3 en appliquant cette donnee au decodeur 112 La reference 113
designe le signal de sortie obtenu a la borne Tl Ce signal est
applique a une porte ET 114 dont
l'autre entree est un signal 129 de commande de decodage pro-
venant du dispositif de commande 127 Lorsque la thermistance 101
detecte une temperature de 300 C ou plus, ce qui a pour
effet de faire apparaitre une sortie sur la borne Tl du deco-
deur 112, et lorsque le signal 129 de commande de decodage est un "l"'
logiquele signal de sortie 117 d'un diviseur 116 de frequence,
divisant la frequence par 2, devient un " 1 " logique Ce signal est
applique a l'entree de donnees d'un
basculeur bistable 119 du type D L'entree de rythme du bas-
culeur bistable 119 est une impulsion de lecture 122 produite par le
dispositif de commande 127 en synchronisme avec le bord
arriere du signal 104 de commande de conversion afin que l'en-
tree de donnees puisse etre emmagasinee dans le basculeur bis-
table 119 Lorsque l'entree de donnees appliquee au basculeur bistable
119 est un" 1 " logique la sortie Q de ce basculeur, a savoir un
signal 120 de commande de comptage/decomptage,
passe a l'etat logique " O " Le compteur 107, qui recoit la sor- tie Q
sur sa borne U/D, passe alors du mode comptage au mode
decomptage et commence a compter a rebours les impulsions 103.
De plus, un signal 111 de remise a zero de compteur est inter-
cepte par une porte ET 109 et est arrete Par consequent, les
impulsions de donnees 103 appliquees a l'entree du compteur
107 et resultant du signal suivant 104 de commande de conver-
sion sont decomptees par le compteur de la valeur etablie par
l'operation de comptage anterieure.
La valeur resultant de l'operation de decomptage
est finalement zero lorsque la temperature mesuree anterieure-
ment et la temperature qui vient d'etre juste mesuree est identique
Toutefois, lorsque cette derniere est plus elevee, le compteur 107
effectue un decomptage au-dela de zero jusqu'a une valeur negative
Quand cette valeur atteint par exemple -3 (ce' qui correspond a une
temperature de + 0,30 C) ou une valeur plus negative, une impulsions
de sortie 123 apparait sur la borne T 2 du decodeur 112 et parvient a
un basculeur
bistable 124 qui reagit en produisant ainsi un signal 125 in-
diquant qu'une mesure valable peut commencer Cesignal est applique au
circuit de conversion 102, ce qui place ce dernier dans un mode de
mesure de temperature du corps et augmente la
precision Le signal 125 est aussi applique a la borne de remi-
se en marche du microcalculateur Une porte ET 103 effectue
l'operation logique ET entre ce signal 134 de demande d'inter-
uption engendre toutes les secondes, grace a quoi le micro-
calculateur 131 est mis en marche toutes les secondes a partir
de son adresse interruption-demarrage.
Un signal 130 de commencement de mesure provenant
du microcalculateur 131 agit comme une commande d'echantillon-
nage Lorsque le signal parvient au dispositif de commande 127, ce
dernier emet le signal 104 de commande de conversion, grace a quoi la
valeur correspondant a la temperature mesuree par la thermistance 101
apparait comme donnee de sortie 108 du compteur 107 Cette valeur est
alors extraite, exploitee et affichee par le microcalculateur 131 A la
fin de la mesure de la temperature du corps, le microcalculateur 131
envoie un signal 128 de fin de mesure au dispositif de commande 127
pour
etablir de nouveau un mode de mesure prealable en vue de detec-
ter le commencement d'une mesure Le microcalculateur 131 re-
vient a ce moment dans l'etat d'attente de maniere a reduire
la consommation d'energie.
En ce qui concerne encore l'etat du compteur 107, un compte inferieur
a 3 (c'est-a-dire -2, -1, 0, + 1) n'entraine pas l'emission de
l'impulsion 123 par le decodeur 112 Par consequent, le basauleur
bistable 124 ne change pas d'etat et le signal 125 n'apparait pas Du
faitque le diviseur 116 de frequence, divisant par deux la frequence,
recoit la sortie decodee 115 au debut de l'operation de decomptage, la
sortie du diviseur de frequence change de nouveau d'etat a ce moment
et il en est de meme, par consequent, pour le basculeur bistable 119
Le niveau haut resultant du signal 120 place le compteur 107 en mode
comptage et, avec l'arrivee du signal 111, dans l'etat remis a zero
Ceci retablit les conditions
* pour une detection d'une temperature de 300 C ou plus.
La structure du dispositif de commande 127 est
representee sur la figure 8 La reference 200 designe un cir-
o O cuit pour une remise a zero par branchement de l'alimentation
destine a emettre le signal 132 de remise a zero lorsque le
thermometre medical electronique 10 du present mode de realisa-
tion recoit l'energie electrique de la source d'alimentation
12 Le signal 132, en meme temps qu'il est envoye'au micro-
calculateur, agit de maniere a remettre a zero la logique du
dispositif de commande 127 Un circuit 202 de minuterie/oscil-
lateur fournit le signal de rythme de reference 106 au circuit de
conversion 102, ce signal 106 etant egalement utilise comme signal de
rythme de commande pour la logique du dispositif de commande 127 A
titre d'exemple, le signal de rythme 106 est utilise par un circuit de
synchronisation 204 comprenant une pluralite de basculeurs
bistablespour produire les impulsions 111 synchronisees avec le signal
de rythme 106 au tord avant du signal d'entree de ce circuit, et est
utilise comme signal de rythme de comptage de minuterie par un circuit
de comptage
206 destine a produire le signal 129 de commande de decodeur.
Le circuit oscillateur 202 produit egalement un signal de
rythme 208 Ce signal sert de signal de rythme de chronodeclen-
chement de mesure prealable regle sur une periode de quatre secondes
et destine a etre utilise dans l'operation de mesure prealable de
faible precision mentionnee ci-dessus Les periodes des signaux de
rythme 106, 208 peuveit etre etablies librement
par le microcalculateur 131 Un basculeur bistable 210 de me-
sure prealable est declenche par le bord avant du signal de rythme 208
et fournit le signal 204 de commencement de mesure avant l'arrivee,
par l'intermediaire d'une porte 212, du signal 125 de detection de
commencement de mesure L'autre entree appliquee a la porte OU 212 est
le signal de commande de commencement de mesure qui fait passer a
l'etat logique " 1 " le signal 104 engendre apres que le signal 125 a
ete emis Une porte OU 214 est prevue pour que le signal 111 de remise
a zero
destine aux compteurs 107, 206 puisse etre forme en synchro-
nisme avec le signal de commande 104 ou le signal 126 de remi- se a
zero provenant du microcalculateur 131 Le signal 105 de fin de
conversion met en fonction le circuit de synchronisation 204 qui
reagit en engendrant l'impulsion de lecture 122 et en remettant a
zero, par l'intermediaire de la porte OU 216 les basculeurs bistables
correspondants 210, 222 Les signaux 121 et 126 de remise a zero sont
engendres par une porte OU 220 en reponse au signal de remise a zero
132 emis lors du branchement
de l'alimentation ou par le signal 128 de fin de mesure prove-
nant du microcalculateur 131.
On realise le circuit represente sur la figure en utilisant une
technologie C-MOS Au moment o l'energie electrique penetre dans le
circuit, le signal 111 de remise a zero de compteur et les signaux
121, 126 de remise a zero de
basculeur bistable sont engendres pour remettre a zero le comp-
teur et les basculeurs bistables Le microcalculateur 131, d'autre
part, recoit un signal 132 de remise a zero en vue d'une
signalisation, apres quoi le microcalculateur est place
en etat d'attente pour supprimer la consommation d'energie.
On va se referer maintenant aux figures 9 a et 9 b pour decrire la
commande du microcalculateur 131 lors du
branchement de l'alimentation.
En se referant tout d'abord a la figure 9 a, on voit que le signal 130
de commencement de mesure est fixe a un niveau bas lors du branchement
de l'alimentation Ensuite, le signal 128 de fin de mesure est mis a un
niveau bas et les
registres sont vides, ce qui etablit un etat d'arret en atten-
dant une interruption.
Sur la figure 9 b, on voit que le microcalcula-
teur 131 a ete mis en marche par le signal 134 de commencement
d'interruption engendre toutes les secondes et qu'il engendre le
signal 130 de commencement de mesure A partir de ce moment,
le circuit de minutage est mis en fonction et le microcalcula-
teur attend la fin d'une conversion A/D, c'est-a-dire la con-
version de la formation relative a la temperature en une donnee
numerique Lorsque le temps mesure par l'element de minutage expire, la
donnee de sortie 108 presente sur le bus de donnees est lue,
des'calculsetuntraitement son executes sur la base de
cette donnee, la temperature predite est affichee, etc Lors-
que la mesure de temperature cicorps se termine, le signal 128 de fin
de mesure est emis et la CPU est arretee La CPU prend l'etat arrete te
nt apres l'execution des calculsprescrits
que dans le cas o la mesure de temperature n'est pas terminee.
Pour une meilleure comprehension des diverses possibilites de la
presente invention, on va decrire de facon
plus detaillee le fonctionnement du mode de realisation repre-
sente sur la figure 5 en se referant au diagramme chronologique
de la figure 6.
Le signal 104 de commande de conversion, c'est-
a-dire une impulsion ayant une duree (par exemple 50 milli-
secondes) equivalenteau temps de conversion, est fourni au circuit de
conversion 102 par le circuit de commande 127 toutes les quatres
secondes Le circuit de conversion 102 engendre le
signal de sortie 103 forme par des impulsions de donnees lors-
qu'il recoit la commande conversion L'impulsion 122 de lecture est
engendree a la fin de chaque impulsion de 50 millisecondes
du signal 104 de commande de conversion On va supposer mainte-
nant que le compteur 107 a commence a compter les impulsions 103 au
fur et a mesure que celles-ci sont produites par le circuit de
conversion en reponse au signal de commande 104 Si la valeur comptee
ne depasse pas 100 (ce qui signifie que la temperature n'a pas atteint
le seuil de 300 C) alors la sortie decodee 113 n'apparait pas Il en
resulte que le circuit s'etendant vers l'avant a partir du diviseur
116 de frequence
est inactif Lorsque la seconde impulsion du signal 104 de com-
mande arrive, le compteur 107 recommence a compter et, dans ce cas,
compte jusqu'a un nombre superieur a 100 moment auquel un " 1 "
logique apparait sur la borne de sortie Tl du decodeur 112 et le
signal de sortie 117 du diviseur 116 de frequence passe a l'etat
logique " 1 " L'impulsion de lecture 122 est emise en reponse au
signal 105 de fin de conversion provenant du circuit de conversion 102
et provoque l'emmagasinage de la sortie 117 du diviseur de frequence
par le basculeur bistal c 119 du type a emmagasinage de donnees, la
sortie Q de ce basculeur bistable, a savoir le signal 120, passant a
l'etat logique " O " Le compteur 107 passe donc du mode comptage au
mode de decomptage et compte a rebours la serie suivante d'impulsions
de donnees 103 emises par le circuit de conversion 102 en reponse au
signal suivant 104 de commande de conversion Au cours de ce compte a
rebours ou decomptage, la valeur du compte passe la barre de 100,
moment auquel un" 1 " logique
apparait de nouveau a la borne de sortie T 1 du decodeur 112.
Ce " 1 " logique est emmagasine dans le basculeur bistable 119 par
l'impulsion de lecture 122 et fait passer le signal 120
de commande de comptage/decomptage a l'etat " 1 " logique.
Lorsque le signal 111 (" 1 " logique) de reiise a zero de comp-
teur apparait, la porte ET 119 fournit une impulsion etant donnee que
le signal 120 est maintenant au niveau haut, en appliquant ainsi une
impulsion de remise a zero aux bornes R de remise a zero du compteur
107 et du diviseur 116 de
frequence divisant la frequence par deux Toutefois, le comp-
teur 107 n'a enregistre aucun changement de temperature De ce fait,
lorsque la difference entre l'avant derniere mesure de temperature et
la derniere mesure de temperature est zero, le signal de remise a zero
ne modifie par l'etat du compteur
107 etant donne que son contenu est deja zero car les opera-
tions de comptage et de decomptage se sont annulees l'une l'autre Il
convient toutefois de remarquer que le compteur 107 a ete remis a zero
s'il a compte jusqu'a un nombre negatif
inferieur a -3 (a savoir -2 ou -1) Le diviseur 116 de fre-
quence se trouve dans le mode de remise a zero.
Le compteur 107 commence alors a compter les impulsions 103 emises en
reponse au signal suivant 104 de commande de conversion On va supposer
que le compte depasse L'etatlogique " 1 " sur la borne de sortie T 1
du decodeur
112 est emmagasine dans le basculeur bistable 119 par l'impul-
sion de lecture 122, grace a quoi le signal 120 de commande de
comptage/decomptage est mis a l'etat logique " O " Lorsque le
signal suivant 104 de commande de conversion arrive, le comp-
teur 107 compte a rebours les impulsions 103 de donnees et, lorsque la
barre 100 est passee, la borne Tl du decodeur passe a l'etat logique "
1 " L'etat logique "" fait passer la sortie 117 du diviseur de
frequence a l'etat logique " 1 " Dans ce.cas, toutefois, on va
supposer qu'une variation importante de temperature a ete mesuree par
la thermistance de sorte que le compteur 107, qui execute l'operation
de decomptage, compte a rebours jusqu'a -3 avant que l'impulsion
suivante 122 de
lecture soit emise En raison des conditions etablies, le de-
codeur 112 engendre alors un signal logique " 1 ", a savoir le signal
123, a sa borne de sortie T 2 Ce signal est applique a la borne
d'entree de rythme CLK du basculeur bistable 124
du type a emmagasinage de donnees et amene ce dernier a emma-
gasiner sa donnee d'entree en faisant passer sa sortie Q a
l'etatlogique " 1 " Ce signal de sortie, a savoir le signal 125 de
porte de detection de mise en marcheest applique a
la borne de remise en marche du microcalculateur 131 et cons-
titue un signal de remise en marche en rgettant ainsi en route
le microcalculateur a partir d'une adresse predeterminee.
La presente invention, dont la structure et le fonctionnement sont
ceux decrits ci-dessus, presente un certain
nombre de possibilites et d'effets que l'on va decrire ci-apres.
En premier lieu, une temperature specifique est etablie en tant que
seuil et la commande du declenchement d'une mesure reelle de
temperature du corps est basee sur la detection d'un certain
accroissement de la temperature, a savoir un gradient de temperature,
au-dessus du seuil dans les limites d'une periode de temps
predeterminee Par consequent, le thermometre medical electronique de
l'invention ne s'appuie pas sur la detection d'une variation,
d'impedance pour commander le declenchement d'une mesure,
contrairement aux thermometres medicaux electroniques classiques,et il
est par consequent moins sensibles aux perturbations exterieures se
manifestant
pendant l'execution d'une telle detection.
En outre, selon la presente invention, les don-
nees relatives a la temperature au moment d'une mesure reelle
peuvent etre donnees par un dispositif de detection de tempe-
rature combine a un dispositif qui fournit des donnees de tem-
perature representant le declenchement de la mesure Ceci per-
met de reduire le nombre des elements constitutifs, contribue
a donner un thermometre de petite:dimension et augmente effi-
cacement la precision de ces deux dispositifs De plus, du fait que
l'on peut reduire a un minimum la consommation d'energie
pour la mesure prealable jusqu'au moment o le debut de la me-
sure est detectee, le temps durant lequel la source d'alimen- tation
est branchee a la charge est limitee essentiellement
au temps que prend une mesure reelle de la temperature du corps.
Ceci permet d'exploiter avec le maximum d'avantages une seule
source d'alimentation.
En outre, selon la presentainvention il n'est
pas necessaire qu'un trou ou un evidement soit menage a la sur-
face exterieure de l'enveloppe du thermometre pour actionner
l'interrupteur de branchement de source d'alimentation, grace a quoi
le present thermometre medical et electronique peut etre concu sous
une force compacte et d'une seule piece comme
represente sur la figure 2 Du fait que cette structure faci-
lite le nettoyage de la surface exterieure de l'enveloppe et
son etancheite a l'water de telle sorte qu'un liquide, comme une solu-
tion antiseptic ne puisse pas penetrer a l'interieur de l'envel-
lope, il est possible de realiser un thermometre electronique compact
qui se revele excellent a la fois en ce qui concerne
sa longevite et son etat sanitaire.
Il est bien entendu que la description qui pre-
cede n'a ete donnee qu'a titre purement illustratif et non li-
mitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y
etre apportees dans le cadre de la presente invention.
2 o
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Thermometre medical electronique caracterise par le fait qu'il
comprend:
un moyen ( 40) de detection de temperature pour four-
nir un signal de sortie proportionnel a la temperature; un moyen de
decision ( 44) pour discriminer, en se
basant sur le signal de sortie dudit moyen de detection de tem-
perature, une temperature superieure a une temperature de seuil
predeterminee ainsi qu'un gradient de temperature croissant sur une
periode de temps predeterminee; et
un moyen de mesure ( 46) place dans un mode de declen-
chement de mesure par un signal de discrimination provenant
dudit moyen de decision pour declencher une mesure de tempe-
rature en se basant sur un signal d'entree provenant dudit
moyen de detection de temperature.
2 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 1, caracterise par le fait que ledit moyen de deci-
sion discrimine-tout d'abord une temperature superieure a la
temperature de seuil puis discrimine a partir de ladite tem-
perature discriminee un gradient de temperature croissant.
3 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 2, caracterise par le fait que ledit moyen de decision
comprend un compteur/decompteur ( 107) pour fournir un signal de
sortie proportionnel a une temperature detectee par ledit moyen de
detection de temperature, et un-decodeur ( 112) pour fournir, d'une
part, un premier signal de sortie en reponse a un signal d'entree
provenant dudit compteur/decompteur et
representant une valeur de compte correspondant a une tempera-
ture superieure a la temperature de seuil, ledit premier signal
de sortie inversant le sens de comptage dudit compteur/decomp-
teur de maniere que ce compteur/decompteur effectue un compte a
rebours d'une valeur proportionnelle a la temperature pendant ladite
periode de temps predeterminee, et, d'autre part, un
second signal de sortie en reponse a un-signal d'entree prove-
nant dudit compteur/decompteur et representant une valeur de compte
correspondant a un gradient de temperature croissant d'une grandeur
superieure a celle d'un gradient de temperature
croissan t predetermine, ledit second signal de sortie etablis-
sant le mode de declenchement de mesure.
4 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 3, caracterise par le fait que ledit moyen de deci-
sion comprend, en outre, un moyen ( 200) de remise a zero pour
u remttre a zero la valeur du compte dans ledit compteur/decomb-
teur lorsque ledit premier signal de sortie n'a pas ete engen-
dre et lorsque ledit second signal de sortie n'est pas
engendre apres l'emission dudit premier signal de sortie.
Thermometre medical electronique, caracterise par le fait qu'il
comprend:
un moyen ( 40) de detection de temperature pour four-
nir un signal de sortie proportionnel a une temperature, sous la forme
d'une valeur numerique conforme a au moins l'une de deux resolutions
dont une est elevee et dont l'autre est faible; un moyen de decision (
44) pour discriminer, en se
basant sur le signal de sortie dudit moyen de detection de tem-
perature en conformite avec la faible resolution, une tempera-
ture superieure a une temperature de seuil predeterminee ainsi qu'un
gradient de temperature croissant sur une periode de temps
predeterminee; un moyen ( 7) d'etablissement de resolution pour faire
passer la resolution dudit moyen de detection de temperature d'un
degre faible a un degre eleve en reponse a un signal de discrimination
provenant dudit moyen de decision; et
un moyen de mesure ( 46) place dans un mode de declen-
chement de mesure par un signal de discrimination provenant
dudit moyen de decision pour declencher une mesure de tempe-
rature en se basant sur la valeur numerique conforme a la re-
solution elevee et provenant dudit moyen de detection de tem-
perature.
6 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 5, caracterise par le fait que ledit moyen de detec-
tion de temperature comprend un moyen ( 42) de conversion de
temperature en-frequence, un compteur pour compter la frequen-
ce et pour fournir un signal representant cette frequence, et un moyen
( 7) d'etablissement de resolution sensible a un signal de sortie
dudit moyen de decision pour faire passer la duree de l'operation
d'echantillonnage executee par ledit compteur
d'une valeur faible a une valeur elevee.
7 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 6, caracterise par le fait que ledit moyen de deci-
sion comprend un compteur/decompteur ( 107) pour fournir un signal de
sortie proportionnel a une temperature detectee par ledit moyen de
detection de temperature, et un decodeur ( 112)
pour fournir, d'une part, un premier signal de sortie en repon-
se a un signal d'entree provenant dudit compteur/decompteiir et
representant une valeur de compte correspondant a une tempera-
ture superieure a la temperature de seuil, ledit premier si-
gnal de sortie inversant le sens de comptage dudit compteur/
decompteur de maniere que ce compteur/decompteur effectue un
compte a rebours d'une valeur proportionnelle a la temperatu-
re pendant ladite periode de temps predeterminee, et, d'autre part, un
second signal de sortie en reponse a un signal d'entrees provenant
dudit compteur/decompteur et representant
une valeur de compte correspondant a un gradient de tempera-
ture croissant d'une valeur superieure a celle d'un gradient de
temperature croissant determine, ledit second signal de sortie
etablissant le mode de declenchement de mesure et
commandant ledit moyen d'etablissement de resolution.
8 Thermometre medical electronique suivant la reven-
dication 7, caracterise par le fait que ledit moyen de deci-
sic comprend, en outre, un moyen ( 200) de remise a zero pour
remettre a zero la valeur du compte dans ledit compteur/decomp-
teur lorsque ledit premier signal de sortie n'a pas ete engen-
dre et lorsque ledit second signal de sortie n'est pas engendre
apres l'emission dudit premier signal de sortie.
? ?
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