Brevet FR2182205A1 — publié le 19731207

l'invention concerne un circuit pour corriger l'influence de la vitesse dans un capteur de position indue tif comportant un enroulement d'excitation commandé par un courant et une armature se déplaçant avec différentes vitesses 5 par rapport à l'enroulement. La position d'un -organe de machine mobile par rapport à une partie fixe peut être déterminée au moyen d'un capteur de position induetif dans lequel une carcasse magnétique, munie d'un enroulement d'excitation, comporte un entrefer 10 à air en face duquel est disposée une armature enfer doux montée sur l'organe de machine mohile par rapport à la carcasse magnétique. Dans le cas où la carcasse magnétique possède une configuration symétrique, par exemple se présente sous la forme d'un noyau à trois branches, lorsque l'armature se déplace par rap-15 port à l'entrefer à air, une variation de tension sinusofdale apparaît aux bornes de l'enroulement d'excitation, le passage par zéro de cette tension correspondant à un positionnement symétrique de l'armature devant l'entrefer à air. Cette correspondance entre le passage par zéro et la position de l'armature 20 n'existe que pour des vitesses de déplacement relativement faibles. lorsque la vitesse de l'armature par rapport à l'entrefer à air augmente, il apparaît un retard de la tension de sortie de l'enroulement d'excitation par rapport à la position de l'armature devant l'entrefer à air, par suite de l'inductance du 25 dispositif global. Ceci conduit à une altération, fonction de la vitesse, de l'indication fournie par le capteur de position, ce qui n'est pas admissible par exemple lorsque le capteur de vitesse est utilisé comme indicateur de point mort dans des moteurs à combustion interne. 30 l'invention se propose de supprimer la dépendance entre la valeur instantanée de la tension de sortie de l'enroulement d'excitation, correspondant à la position, devant être déterminée, de l'armature par rapport à la carcasse magnétique, et la vitesse avec laquelle l'armature se déplace 35 par rapport à l'enroulement d'excitation. Dans un capteur de position inductif du type décrit ci-dessus, ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que la tension de sortie de la bobine d'excitation est appliquée à l'entrée d'un circuit de déclenchement avec un premier niveau de réponse qui apparaît sur 40 la prise d*un diviseur de tension recevant une tension déterminée 73 15438 2 2182205 provenant d'un circuit de mémorisation mémorisant la valeur maximale de la tension de sortie de l'enroulement d'excitation, et un second niveau variable déclenchant une remise à l'état initiai. du circuit de déclenchement et de ce fait la délivrance 5 d'un signal correspondant à la position corrigée, ce second niveau étant prédéterminé au moyen d'un circuit RC pouvant être branché en parallèle sur une résistance du diviseur. De façon avantageuse, le circuit de déclenchement comporte un transistor de déclenchement sur la base 10 duquel est appliquée la tension de sortie de l'enroulement d'excitation et dont l'émetteur est relié, par l'intermédiaire d'un circuit parallèle comportant une diode et un condensateur, à la prise du diviseur. De façon avantageuse, les résistances du diviseur qui sont adjacentes à la prise sont respectivement re-15 liées, du côté des bornes opposées à la prise, à l'émetteur de deux transistors dont les bases sont commandées, par l'intermédiaire de diodes, par la tension de sortie de l'enroulement d'excitation. la présente invention sera mieux comprise 20 à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière, donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente un schéma d'une forme de réalisation du circuit suivant l'invention. 25 la figure 2 est un diagramme servant à * illustrer le mode de fonctionnement du circuit suivant l'invention. Dans la figure 1 ,unairoulement d'excitation S d'une carcasse magnétique non représentée est relié à la sor-30 tie d'un générateur G fournissant un courant-continu constant. Aux extrémités de l'enroulement est prélevée une tension qui comprend une composante continue et une composante alternative produite lorsqu'une armature se déplace devant l'entrefer à air de la carcasse magnétique. Cette tension est appliquée, par l'in-35 termédiaire d'un conducteur, à une dérivation à laquelle est raccordé tout d'abord un circuit parallèle constitué par un condensateur C4 et une résistance R6. Ce circuit parallèle confère une faible résistance ohmique à l'alimentation, le condensateur C4 élimine les impulsions perturbatrices, la tension existant au 40 point de dérivation est aussi appliquée, par l'intermédiaire d'uE 73 15438 3 2182205 diode D1, à un condensateur de mémorisation C1. Le condensateur de mémorisation C1 est relié à la base d'un transistor T1 dont l'émetteur est relié à la masse par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par les résistances R1, R2 et R5. Au 5 point de dérivation est aussi raccordée, par l'intermédiaire d'une résistance R7, la base d'un transistor de déclenchement T3 dont l'émetteur est relié, par l'intermédiaire d'une diode B3, à une prise, située entre les résistances R1 et R2, du diviseur de tension mentionné. Un condensateur Q5 est branché en paral-10 lèle sur la diode D3. Au point de raccordement des résistances R2 et R5 du diviseur de tension est raccordé l'émetteur d'un autre transistor TZ dont la base est reliée au point de dérivation par l'intermédiaire d'une diode D2 et d'un circuit passe-bas constitué par une résistance R4 et un condensateur C2. Le 15 collecteur du transistor de déclenchement 13 est relié à la base d'un transistor amplificateur T4 par l'intermédiaire d'une résistance R8. Ce transistor T4 est un transistor npn dont l'émetteur reçoit .urne tension positive et dont le collecteur est relié à la masse par l'intermédiaire de deux résistances R10 et 20 R11. Le point de raccordement des deux résistances R10 et R11 est relié à la base d'un transistor de commutation T5 par l'intermédiaire duquel une résistance R3 peut être branchée en parallèle sur la résistance R2 du diviseur de tension. En outre, un condensateur C3 est branché en parallèle sur la résistance R2. Ua 25 autre diviseur de tension, constitué par une résistance. R12 et une résistance R13, est relié au collecteur du transistor T4. La tension de sortie du circuit peut être prélevée au point commun de ces deux résistances. Le collecteur du transistor de déclenchement Ï3 est relié à une tension de service positive par l'in-30 termédiaire de la résistance R8 et d'une autre résistance R9. On va maintenant décrire le mode de fonctionnement de ce circuit. Le circuit passe-bas constitué par la résistance R4 et le condensateur C2 possède une constante de temps qui est importante par rapport à la durée des impulsions 35 sinusoïdales apparaissant lors du passage de l'armature devant l'entrefer à air. Par conséquent il apparaît aux bornes du circuit passe-bas une tension qui correspond à la tension de sortie de l'enroulement d'excitation en l'absence d'impulsions. La diode D2 et le transistor T2 découplent le condensateur C2 vis à vis 40 des résistances R5> R1 et R2 chargeant par ailleurs ce condensa 73 15438 4 2182205 teur. La valeur de pointe de l'impulsion sinusoïdale est mémorisée dans la mémoire de valeurs de pointe qui est constituée par la diode D1 et le condensateur 01. le conden-5 sateur C1 est donc chargé jusqu'à une tension correspondant à la valeur de pointe. La diode D1 retarde la décharge du condensateur C1, étant donné qu'elle est polarisée en inverse, lorsque la tension de sortie de l'enroulement d'excitation diminue de nouveau après son passage par la valeur maximale. Au lieu de la 10 diode D1, on peut aussi utiliser un transistor tranché en émetteur suiveur. Le niveau de réponse du transistor de déclenchement Ï3 est déterminé par le potentiel qui existe sur la prise du diviseur de tension entre les résistances R1 et R2. 15 Entre les émetteurs des transistors T1 et 12 existe une tension correspondant à l'amplitude d'un signal impulsionnel sinusoïdal apparu précédemment. Le choix des résistances R1 et R2 permet de déterminer le point du flanc de montée du signal impulsionnel pour lequel le transistor de déclenchement T3 est rendu 20 conducteur. Cette tension correspond à la valeur de pointe du signal multipliée par le rapport de la valeur de la résistance-R2 à la somme des valeurs des résistances R1 et R2. Par conséquent le niveau de réponse du transistor de déclenchement 13 se trouve toujours au même point du flanc de montée du signal 25 impulsionnel, indépendamment de la valeur de pointe de l'impulsion. Si le signal qui commande le transistor de déclenchement T3 est plus important que le niveau de réponse réglé augmenté de la tension aux bornes de la diode D3, le tran-30 sistor T3 devient conducteur. Le condensateur C5, branché en parallèle sur la diode 3)3, empêche une contre réaction qui autrement s'établirait par l'intermédiaire de la diode. La conduction du transistor de déclenchement 13 provoque, par l'intermédiaire de la résistance R8, la conduction du transistor T4 et 35 fournit un signal de sortie par l'intermédiaire du diviseur de . tension R12, R13- Cependant ce signal n'est pas approprié pour indiquer la position exactement symétrique de l'armature par rapport à l'entrefer à air de la carcasse magnétique. A cet 40 effet on utilise plutôt le signal qui apparaît lors du retour à 73 15438 5 2182205 l'état initial du transistor de déclenchement T3. Le niveau du signal de remise à l'état initial est variable et est obtenu" par un branchement en parallèle de la résistance R3 sur la résistance R2, en tenant compte du fait que le condensateur C3 est branché 5 en parallèle sur la résistance R2 de sorte que le nouveau niveau de déclenchement est réglé avec une constante de temps qui est déterminée par le circuit parallèle constitué par le condensateur C3 et les résistances R1, R2 et R3. Lorsque le niveau de déclenchement variable coïncide avec le flanc arrière du signal, 10 le transistor de déclenchement T3 revient dans son état initial. Ce retour à l'état initial indique la position symétrique de l'armature devant l'entrefer à air de la carcasse magnétique. ' Si le signal de sortie du capteur de position ne doit être utilisé que pour des vitesses déterminées de 15 l'armature par rapport à la carcasse magnétique, le seuil de déclenchement peut être prédéterminé de façon fixe à l'aide de R1 et R2, cela supprime alors le condensateur C3. Si d'autres vitesses ou nombres de tours doivent encore être détectés, tin seuil de déclenchement correspondant au nombre de tours prédé-20 terminé peut être introduit au moyen du transistor Ï5, qui doit être commandé par un circuit logique, et d'une résistance R3 choisie de façon correspondante. Pour mieux comprendre le mode de fonctionnement on se reportera au diagramme de la figure 2 qui représente 25 la première partie du signal de sortie du circuit jusqu'au passage par zéro, les amplitudes étant rapportées à l'unité, pour deux vitesses différentes. La courbe la plus plate S1 correspond à la vitesse la plus faible et la courbe plus raide S2 correspond à une vitesse plus élevée. Les courbes sont superposées de façon 30 que les flancs de montée se coupent en un point P qui correspond au niveau de réponse du transistor de déclenchement T3. A partir de ce point part une courbe £, décroissant exponentiellement, qui correspond à la tension qui existe"au point commun des résistances R1 et R2 du diviseur de tension lorsque, au moment de 35 la réponse du transistor de déclenchement, la résistance R3 est branchée en parallèle sur la résistance R2 et au moment où la charge du condensateur C3 s'inverse. Cette courbe exponentielle ^'îpe le flanc arrière des courbes S1, S2 et, d'après la :.ature des courbes, le flanc arrière de la courbe la plus raide est 40 coupé pour une valeur plus importante que le flanc arrière de la 73 15438 6 2182205 00111136 plus plate, le décalage du niveau de déclenchement pour la remise à l'état initial sur les flancs arrières des .courbes, correspond à la correction nécessaire pour obtenir une indication exacte de la position de l'armature par rapport à la car-5 casse magnétique. Un gros avantage du circuit suivant l'invention par rapport à un circuit où 1^ déclenchement correspond à une valeur fixe réside dans la sensibilité relative et la suppression relative des signaux perturbateurs. Un capteur de posi-10 tion plus sensible fournit un signal utile plus important mais aussi un signal perturbateur plus important qui, par exemple, peut être dû à des inégalités mécaniques de la surface du disque volant lorsque le circuit est utilisé avec un indicateur de point mort d'un moteur à combustion interne. Le signal utile et 15 le signal perturbateur sont dans un rapport fixe. Le réglage du seuil de déclenchement permet de commander le déclenchement en utilisant uniquement le signal utile. 73 15438 7 2182205 KETSKDIOATIOHS 1. Circuit pour corriger l'influence de la vitesse dans un capteur de position inductif comportant un enroulement d'excitation commandé par un courant et une armature 5 se déplaçant avec différentes vitesses par rapport à l'enroulement, caractérisé par le fait que la tension de sortie de la bobine d'excitation est appliquée à l'entrée d'un circuit de déclenchement avec un premier niveau de réponse qui apparaît sur la prise d'un diviseur de tension recevant une tension détermi- 10 née provenant d'un circuit de mémorisation mémorisant la valeur maximale de la tension de sortie de l'enroulement d'excitation, et un second niveau variable déclenchant une remise à l'état initial du circuit de déclenchement et de ce fait la délivrance d'un signal correspondant à la position corrigée, ce second ni- 15 veau étant prédéterminé au moyen d'un circuit RC pouvant être branché en parallèle sur une résistance du diviseur. 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un transistor de déclenchement sur la base duquel est appliquée la tension de sortie de l'en- 20 roulement d'excitation et dont l'émetteur est relié, par l'intermédiaire d'un circuit parallèle comportant une diode et un condensateur, à la prise du diviseur. 3. Circuit suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les résistances du diviseur 25 qui sont adjacentes à la prise sont respectivement reliées, du côté des bornes opposées à la prise, à l'émetteur de deux transistors dont les bases sont commandées, par l'intermédiaire de diodes, par la tension de sortie de l'enroulement d'excitation. 4. Circuit suivant la revendication 3, ca- 30 ractérisé par le fait qu'une armature d'un condensateur de mémorisation, destiné à mémoriser la valeur maximale de la tension de sortie de l'enroulement d'excitation, est reliée à l'électrode de base de l'un des transistors et que la diode branchée en série avec la base -de l'autre transistor est reliée à la tension 35 de sortie de l'enroulement d'excitation par l'intermédiaire d'un circuit passe-bas. 5. Circuit suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le circuit RC peut être branché en parallèle sur la seconde résistance du di- 40 viseur au moyen d'un autre transistor commandé par le signal de 73 15438 8 2182205 sortie, le cas échéant simplifié, du transistor de déclenchement. 6. Circuit suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au lieu du circuit RC on peut brancher en parallèle un circuit fournissant un niveau déterminé 5 par un programme fixe. \