Brevet FR2236161A1 — publié le 19750131

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif permettant de donner un signal analogique à partir d'une position ou d'un mouvement linéaire. L'organe mobile dont on veut connaître le dé placemént ou la position est lié mécaniquement au dispositif objet de l'invention. Ce dispositif peut également être utilisé pour des mesures de précision sous la forme d'un palpeur les appareils qui existent dans cette catégorie, appelés généralement "capteur de position", possèdent certains défauts inhérents à leur principe: inertie relativement élevée de llélément mobile de mesure, faibles amplitudes de déplacement, sensibilité réduite, moyens mis en oeuvre complexes. lie but de la présente invention est de permettre, à partir de moyens simples, d'obtenir une très bonne linéarité, des mesures de position ou de mouvements linéaires à grande amplitude, une bande passante élevée permettant de capter Res mouvements rapides sans être limité par les caractéristiques électriques du dispositif, une grande sensibilité. le dispositif, objet de l'invention, tel que représenté figure t, comporte sur un barreau 4 les éléments suivants: deux bObines fixes f et 3 voisines des extrémités du barreau dont elles sont solidaires,une bobine mobile 2 qui se déplace entre les bobines fixes 1 et 3. fl est possible de concevoir également que la bobine 2 soit fixe, et que ce soit l'ensemble barreau et bobines solidaires 1 et 3 qui soient mobiles. les bobines 1 et 3 sont placées symétriquement par rapport au centre du barreau. La bobine 2. reçoit une tension alternative sinusordale haute fréquence. les caractéristiques magnétiques du barreau sont appropriées à cette fréquence. les tensions induites dans les bobines 7 et 3 sont issues de la bobine 2 avec comme élément de couplage le support 4. En particulier, lorsque la bobine 2 se trouve au milieu du barreau les tensions induites dans les bobines 1 et 3 sont de même amplitude. Si l'on se réfere aux figures 2 et 3, où apparaissent schématiquement les éléments 1,2,3 définis précédemment, le traitement des tensions induites s'opère à travers un redresseur, à point milieu figure 2; en pont figure 3. Les deux schémas sont équiva lents. Les deux tensions ainsi redressées ont montées en oppo sition par l'intermédiaire -des résistances Ri et R2. Lorsque la bobine 2 se trouve au milieu du barreau les tensions redressées sont égales en amplitude et la tension de sortie résultante est nulle. les tensions redressées n'étant pas sensibles à la phase il va de soi que le sens des enroulements des bobines 1 et 3 peut être quelconque. Les tensions redressées varient chacune suivant une caracté ristiques hyperbolique. La mise en opposition de ces deux ten sions redressées donne une tension résultante linéaire dans le déplacement relatif de la bobine 2 et de l'ensemble solidaire comprenant le support 4 et les bobines identiques 1 et 3. le choix de la tension alternative haute fréquence est fonc tion de deux critères qui sont: le gain du capteur, variable avec l'amplitude ;-la rapidité d'évolution du phénomène a mesu rer-qui détermine la fréquence. le générateur haute fréquence peut- eAtre réalisé simplement à partir d?un oscillateur symétrique à couplage inductif. les résultats suivants, donnés à titre indicatif, concernent un capteur de position constitué d'un barreau en ferrite de diax mètre 7Omm ayant une longueur de 220mm, les bobines 1 et 3 qui comportent 150 spires sont à 29mm des extrémités. La bobine mo bile 2 comporte 100 spires. La fréquence de la source qui alimente la bobine 2 est ici de 240 KHz, l'amplitude de 16 volts efficaces environ. La cote O correspond à la position médiane de la bobine 2 sur le barreau, les déplacements s'effectuent de part et d'autre de cette position suivant les axes Ox,-Ox. Les résistances de charge R1 et R2 sont égales chacune à 22Kohms. le condensateur C de filtrage est de 1000 pP. le schéma de re dressement utilisé est celui de la figure 3. Le tableau des valeurs relevées comporte dans la colonne A la mesure en cm du déplacement de la bobine mobile 2 et dans la colonne P la valeur en volts du signal continuissu du montage. 0 0 A B 0 0 +2 +5 + 3 + 7,5 + 4 + 10 + 5 + 12,7 À 3 A - 1 - 2,6 -2 - 5 - 3 - 7,42 - 4 - 9,90 - 5 - 12,5 le gain moyen ainsi obtenu est de 2,5 volts par cm, pour un déplacement total de 1OOmmO le dispositif, objet de l'invention~, trouve son application dans les systèmes asservis en position. le signal analogique issu du dispositif est comparé à un signal qui sert de valeur de consigne. Il est avantageusement utilisé pour la transmission à distance d'une information résultant d'une position ou d'un déplacement. En mesurant le déplacement d'une membrane sensible à la pression le dispositif constitue un transmetteur de pression, Asso cié à un élément se déformant sous l'action d'une charge la mesure du déplacement effectué par le dispositif donne une indication de poids. Pour la mesure d'accélération le dispositif est couplé à un ensemble élastique, la partie inertielle étant constituée par la masse du barreau qui devient élément mobile. L'utilisation en palpeur du dispositif nécessite ltemplifica- tion du signal de sortie. le déplacement est transmis à la bobine mobile et la position du- barreau est règlable de manière à calibrer la lecture de départ sur le zéro de l'indicateur. En raison de sa bande passante élevée, le dispositif permet la réalisation de tête de lecture de sillons gravés en profondeur; dans cette application les éléments constitutifs sont de taille miniature. REVENDICADIOIDS. 10 Dispositif fournissant un signal analogique à partir d'une position ou d'un déplacement linéaire, caractérisé par le fait qu'il comporte deux bobines réceptrices solidaires d'un support et d'une bobine émettrice, l'un étant mobile par rapport à l'autre. 20 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le couplage entre les bobines réceptrices et bobine émettrice s1 effectue à travers un support magnétique approprié de forme rectiligne. 30 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine émettrice est alimentée par une source de tension alternative haute fréquence. 40 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tensions induites dans les bobi nes réceptrices, issues de la bobine émettrice, sont redres sées et montées en position de telle sorte que si ces ten sions induites et redressées sont identiques la tension ré sultante soit nulle.