Brevet FR2144571A1 — publié le 19730216

L'invention est relative aux capteurs inductifs du genre de ceux constitués essentiellement par un transformateur T (fig.l), avec un enroulement primaire P coopérant avec au moins deux enroulements secondaires Sa, Sm, dont la perméabilité magnétique varie selon la pénétration d'un noyau plongeur N à l'intérieur ou en regard de ces deux enroulements. L'enroulement primaire est en général alimenté en courant alternatif de fréquence comprise entre 50 périodes et quelques centaines de périodes. Dans les réalisations actuelles, le noyau couvre semblablement les enroulements Sa Sm, dans sa position moyenne, de sorte que ses déplacements, à partir de ladite position, influencent à la fois la perméabilité magnétique des deux enroulements. On obtient donc, aux bornes des enroulements secondaires montés par exemple en opposition (fig.l), une tension de sortie qui, en principe, doit être proportionnelle aux déplacements relatifs du noyau plongeur. Mais, dans la pratique, il existe de nombreuses causes perturbatrices. Si l'on utilise le réseau, il faut compter sur l'influence des harmoniques, qui agissent différemment sur les deux enroulements secondaires. La tension recueillie, dans le montage considéré, dépend en effet de la forme d'onde du courant d'alimentation. On est alors conduit à utiliser, pour cette alimentation, un courant stabilisé de fréquence relativement élevée, mais il s'ensuit une augmentation du coût de l'installation. Pour éviter ces inconvénients, on a imaginé, conformément à la présente invention, de faire en sorte que le noyau plongeur -- ou tout autre organe y assimilable -- soit, lors de ses déplacements, sans influence sur l'un des deux enroulements secondaires Sa, et d'utiliser la tension délivrée par cet enroulement Sa comme alimentation d'une chaine de comparaison. On élimine ainsi les causes perturbatrices susvisées. Pour supprimer l'influence du noyau sur l'enroulement Sa, il suffira généralement de donner à ce noyau un allongement suffisant pour que, dans toutes ses positions, la perméabilité demeure constante sur toute la longueur dudit enroulement. L'invention consiste, mises à part ces dispositions principales, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de pré férence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Elle vise, plus particulièrement, certains modes d'application (notamment ceux pour lesquels on l'applique à des ensembles comportant un asservissement à l'aide desdits capteurs), ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions et elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les capteurs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement et les installations utilisant de tels capteurs. Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés uniquement à titre d'indication. La figure 1, de ces dessins, illustre schématiquement un capteur de type connu. Les figures 2 à 4 montrent un semblable schéma, modifié selon l'invention, et selon plusieurs variantes. La figure 5 est un schéma de capteur inductif avec moyens pour détecter et amplifier un écart, ce schéma étant établi conformément à l'invention. La figure 6 montre l'application de l'invention à la commande d'amplitude d'un vibreur sur un couloir distributeur. La figure 7, enfin, est un schéma relatif à cette application. Selon l'invention, et plus spécialement selon ceux de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple d'établir un capteur inductif, soit pour effectuer des mesures en méthode de zéro, soit pour assurer des asservissements, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. On fait comporter essentiellement, à ce capteur, les moyens connus déjà indiqués plus haut, mais en prenant soin d'établir le noyau N de façon telle qt:e, lors de ses déplacements, il ne modifie pas la perméabilité magnétique en regard de l'un, Sa, des deux enroulements. C'est ce que l'on pourra obtenir notamment, dans un premier mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, en agençant ledit noyau de façon qu'il recouvre toujours l'enroulement Sa. Mais on pourrait procéder d'autres manières, par exemple en ayant recours à deux noyaux, l'un, Na, monté de façon fixe devant l'enroulement Sa, et l'autre, Nm, mobile, au contraire, devant l'enroulement Sm (fiv.4}. En procédant de l'une des manières qui viennent d'être indiquées, on obtient donc aux bornes de l'enroulement secondaire une tension qui est immuable et qui peut être utilisée comme alimentation d'une channe de comparaison. Quant a l'image des déplacements du noyau plongeur, on peut la représenter par la tension délivrée - soit par les deux enroulements Sa Sm couplés en opposition, solution qui est représentée sur la figure 2 ainsi que sur la figure 5, et qui est préférée puisqu'elle permet d'obtenir une très bonne linéarité, - soit par les deux enroulements secondaires couplés en série, comme représenté sur la figure 3, - soit encore par l'enroulement Sm seul, comme représenté sur la figure 4. On aura donc, dans chaque cas, à comparer la tension recueillie entre les points tels que 3 et 4, sur les figures, à celle recueillie entre les points 5 et 6. De toute façon, les formes d'onde des courants dans la channe de mesure et de comparaison demeurent identiques. En ce qui concerne la réalisation d'une telle chaine de comparaison, on peut s'y prendre de multiples manières, et on a représenté, seulement à titre indicatif, sur la figure 5, un mode de réalisation comprenant, dans un capteur 26, - d'un cté le primaire P alimenté à partir du réseau 10, - le secondaire Sa toujours recouvert par-le noyau N et coopérant avec un dispositif d'affichage 11, - et l'enroulement Sm monté en opposition sur le premier et venant agir sur celui-ci en lui introduisant par conséquent une erreur variable e, laquelle erreur peut être amplifiée en 29. Une boucle de retour 12 permet de régler le gain de l'amplificateur. Des résistances convenables 13, 14, 15, 16, 17 sont prévues, ainsi que des filtres appropriés Fa Fm en combinaison avec des diodes redresseuses 18, 19. Un ensemble comparateur de ce genre, tel qu'illustré en 28, ou tout autre analogue, permet non seulement d'assurer, par exemple en 11, l'affichage des déplacements du noyau, mais permet d'assurer aussi l'asservissement éventuel de tout déplacement par la méthode de zéro consistant à annuler l'écart entre la tension de référence, donnée ici par l'enroulement Sa et le dispositif 11, d'une part, et la tension de mesure donnée par Sm et Sa en opposition, d'autre part. A l'équilibre, la tension de référence et la tension de mesure ayant même forme d'onde, on est assuré que leurs niveaux sont strictement identiques et que la mesure ainsi effectuée correspond uniquement au déplacement effectif du noyau plongeur N. Une telle méthode de zéro peut être utilisée pour la détection et la régulation de tout déplacement d'origine quelconque, en particulier pour détecter et/ou asservir - des poids, - des amplitudes, - des niveaux, etc. A titre purement indicatif, on a illustré sur la figure 6 l'application de l'invention à la commande et à l'asservissement de l'amplitude d'un couloir vibrant 20, les vibrations émanant par exemple d'un électro-aimant 21 avec insertion, comme connu, de ressorts tels que 22, 23, 24, une contre-masse étant indiquée en 25. Dans ladite application, on dispose au moins par exemple un capteur inductif figuré très schématiquement en 26, capteur tel que celui représenté avec la même référence sur les figures 5 et 7, dont le noyau N est solidaire par exemple de l'électroaimant et se déplace par rapport à des enroulements solidaires du vibreur, toute autre solution pouvant être adoptée. Le déplacement relatif du noyau du capteur est alors utilisé pour engendrer une tension d'erreur qui injecte dans l'elec- tro-aimant un courant tendant annuler l'erreur. La figure 7 montre un schéma dans lequel le capteur inductif représenté en 26 et un système d'affichage représenté en 27 réagissent sur un dispositif 28 de mise en forme et de comparaison, du genre de celui de la figure 5, pour agir à travers un amplificateur 29 et un correcteur 12 dans un thyristor 31, par l'intermédiaire d'un déclencheur 32, et pour enfin alimenter l'electro- aimant 21 et assurer la correction cherchée. Tout autre ensemble pourrait être imagine. Tous moyens pourront être prévus, sur le schéma de la figure 5, pour permettre de régler la valeur d'équilibre cherchée, par exemple, dans le cas du vibreur, l'amplitude de vibration requise. En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on peut établir des capteurs dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet et qui présentent, par rapport à ceux du genre en question déjà existants, de nombreux avantages, notamment - celui d'être indépendants dans la forme de l'onde qui leur est appliquée du côté alimentation, - celui, enfin, d'être peu coûteux. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Capteur inductif du genre de ceux comprenant essentiellement un transformateur, avec un enroulement primaire et un se condaire à deux enroulements, ainsi qu'un noyau se déplaçant entre primaire et secondaire, en combinaison avec des moyens faisant apparaltre au secondaire une tension dont les variations résultent du déplacement relatif dudit noyau, caractérisé par le fait que ledit noyau est agencé de façon telle que ses déplacements n'influencent pas l'un des enroulements secondaires dont la tension est ainsi utilisée comme tension de référence fixe. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le noyau mobile est de longueur telle qu'il recouvre constamment l'un des enroulements secondaires. 3. Capteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tension variable à comparer est prise aux bornes des deux enroulements secondaires en opposition. 4. Capteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tension variable à comparer est prise aux bornes des deux enroulements secondaires en série. 5. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise deux noyaux, l'un fixe devant l'un des enroulements secondaires, et l'autre mobile devant l'autre enroulement secondaire. 6. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est utilisé pour la détection et/ou l'asservissement des déplacements, par la méthode de zéro consistant à annuler l'écart entre la tension de référence et la tension de mesure. 7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il est utilisé pour le réglage de l'amplitude des déplacements d'un appareil vibrant, notamment d'un couloir à secousses.