Brevet FR2230966A1 — publié le 19741220

L'invention concerne un cispositif pour convertir un déplacement en une grandeur électrique, dispositif comportant un circuit magnétique constitué essentiellement pas un noyau en forme de cadre comportant deux petits côtés et deux grands cotés, un enroulement primaire alimenté par un courant alternatif et un enroulement secondaire délivrant la graveur électrique, lesdits enroulements étant disposés sur des côtés différents, ainsi qu'un élément mobile agissant sur le flux magnétique, en fonction du déplaejnent, de faon que lXenroulement secondaire soit traverse par un flux magnétique différentiel. La demande de brevet allemand publiée sous le nO 2 006 996 décrit un dispositif de ce type dans lequel l'enroulement primaire est disposé sur un grand côté tandis que l'enroulement secondaire est constitué par deux bobines disposées sur les petits côtés et montées en opposition pour obtenir un signal différentiel. L'élément mobile est constitué ici per un enroulement de courtcircuit, agissant comme un shunt magnétique, qui entoure un ou les deux grands côtés et qui peut se déplacer parallèlement à ceux-ci. Ce dispositif se caractérise par une constitution simple, notamment du noyau fermé en forme de cadre1 et par un bon rendement, étant donné que le flux magnétique créé dans l'enroulement primaire traverse totalement l'enroulement secondaire; il présente cependant les inconvénients de principe suivan : A l'endroit du circuit magnétique, où se trouve exactement l'enroulement de court-circuit, apparatt un entrefer à air virtuel (voir figure 6 de la demande de brevet mentionnée), en raison duquel, comme cela est aussi le cas pour un entrefer à air réel, est créé un champ de dispersion agissant à l'extérieur du noyau fermé en forme de cadre.Ce champ de dispersion peut influencer de façon inadmissible d'autres composants électriques disposés au voisinage, en oarticulier dans le cas où plusieurs dispositifs de ce type sont disposés les uns auprès des autres, il peut apparaître une influence mutuelle qui peut conduire à des erreurs de mesure importantes. La présente invention se propose par conséquent de réaliser un dispositif convertissant un déplacement en signal électrique, qui ne presente pas ces ineonvénients. Pour résoudre ce problème la orésente invention propose un dispositif du type décrit ci-dessus qui, tout en conservant la configuration connue, utilise un autre principe de fonctionnement, et qui est caractérisé par le fait que l'élément mobile est constitué par un aimant permanent en forme de barre dont l'axe magnétique est perpendiculaire aux grands côtés du noyau en forme de cadre et qui est disposé de fanon à pouvoir se déplacer entre lesdits côtés, et que l'enroulement secondaire est raccordé à un redresseur et à un circuit de soustraction à la sortie duquel on peut prélever une différence de tension correspohdent au déplacement effectué par l'aimant permanent. Si, grâce à un choix approprié des matériaux utilisés, on fait en sorte que les perméabilités relatives du noyau en forme de cadre et de l'aimant permanent soient très différentes, il n'aoparal; aucun entrefer à air virtuel et par conséquent aucun champ de dispersion. Dans une forme de réalisation préférée, on choisit pour l'aimant permanent un matériau dont la permabilité relative est approximativement égale à 1 et se différentie par conséquent très peu de celle de l'air ambiant. En raison de la superposition du flux alternatif créé par l'enroulement primaire et du flux continu créé par l'aimant permanent, il apparats un flux global plus important dans le cir cuit Fagnétique, d'où un avantage supplémentaire résidant dans l'augmentation du niveau des signaux disponibles à la sortie. Inversement, lorsque le niveau des signaux est suffisant, on peut utiliser un matériau magnétique de moins bonne qualité. Pour le noyau en forme de cadre le déplacement devant & re représenté par un signal électrique peut être linéaire ou curviligne,lors d'une configuration correspondante du noyau en forme de cadre, de sorte que le dispositif permet de représenter aussi bin un déplace--zent linéaire qu'un angle de rotation. En outre, grace a des montages correspondants du redresseur et/ou du circuit de soustraction on peut faire en sorte que la relation de dépendance entre le déplacement et la tension de sortie soit linéaire ou non linéaire suivant les besoins. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation particulières données à titre d'exemple et représentées au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est un schéma d'une forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. La figure 2 est un schéma d'une variante de la figure 1. La figure 1 représente un noyau 1 en forme de cadre rectangulaire allongé qui possède deux grands côtés 2 et 2' et deux petits côté 3,3'. Sur le grand côté 2 du noyau 1 en forme de cadre est disposé l'enroulement primaire 4 se présentant sous la forme d'une bobine à une seule couche, cet enroulement primaire est alimenté par un courant alternatif constant Isp et crée le flux alternatif Xp dans le circuit magnétique . Sur les oeti+s côtés 3 et 3' est disposé l'enroulement secondaire constitué par deux bobines 5,5' dont les sorties sont raccordées à un redresseur 6 et à.Ün circuit de soustraction 7.L'aimant permanent 8 en forme de barre est relié à l'organe, non reorésenté ici, dont le déolacement doit être représenté par une grandeur électrique, l'axe magnétique de cet aimant permanent étant perpendiculaire aux grands côtés 2, 2' du noyau i en forme de cadre, et ledit aimant pouvant se déplacer entre lesdits côtés suivant le trajet s et créant dans le circuit magnétique le flux continu ## qui est de préférence plus faible que la valeur instantanée de #Sp. Pour chaque position de l'aimant permanent 8 apparaît une différence de flux magnétique dans les bobines 5 et 5', de sorte que 1a tension de sortie U A du circuit de soustraction 7 est fonction de la position de l'aimant permanent 8 sur le trajet s et, par conséquent, fonction aussi du déplacement effectué. Le redresseur 6 peut se présenter sous la forme d'un redresseur à deux alternances avec une rotation de phase de I80ç, c'est à dire que lors de l'alternance négative du courant d'alimentation alternatif, les tensions aoparaissant dans le circuit secondaire doivent être soumises à une rotation de ohase de 1800. Lorsque l'on utilise un redresseur à une alternance, la dépense de moyens techniques est réduite du fait de la suppression de l'étage d'inversion. La figure 2 représente une forme de réalisation préférée dans laquelle le montage de base de la figure 1 comporte encore un circuit de réaction, constitué par deux bobines 9 et 9',dispo- sées également sur les petits côtés 3 et 3', et nar un commutateur de commande, qui est une diode dans le cas présent. Le circuit de réaction permet de supprimer les harloniques imoaires de sorte que le dispositif de mesure dépend moins des variations de la tension de réseau. L'enroulement primaire 4 est, il est vrai,alimenté par un courant constant 8 ISp dont la fréquence déoend toutefois de la tension e réseau. Des variations de fréquence du courant d'alimentation se répercuteraient cependant dans la tension de sortie UA . En outre, il apparaît un effet de linéarication ët on peut encore perfectionner le dispositif en simplifiant le montage du redresseur et du circuit de soustraction. On utilise deux redresseurs à une alternance 6, la différence de tension étant obtenue nar un montage en opposition de leurs sorties. Un domaine d'anolication préféré du dispositif suivant l'invention est celui des appareils e mesure fonctionnant suivant le principe e compensation, dans lesquels il peut Aetre utilisé comme indicateur de position de la prise de tension de comparaison, au lieu du ootentiomAtre utilisé habituellement dont la résistance de contact du curseur varie dans le temos et en fonction de l'environnement, ce qui provoque des perturbations. L'aimant permanent 8 est déplacé, au moyen d'un moteur de mesure alimenté par un amplificateur différentiel, jusqu'à ce que le tension de sortie UA soit égale à une tension de mesure appliquée en même temps à l'entrée de l'amplificateur différentiel. A l'aimant permanent 8 est relié un indicateur se déplaçant sur une échelle de longueur s et/ou un dispositif d'enregistrenent. REVEtCICATIONS I. Dispositif pour convertir un déplacement en une grandeur électrique, dispositif comportant un circuit magnétique constitué essentiellement par un noyau en forme de cadre comportant deux petits côtés et deux grands côtés, un enroulement Primaire alimenté par un courant alternatif et un enroulement secondaire délivrant la grandeur électrique, lesdits enroulements étant disposés sur des côtés différents, ainsi qu'un élèment mobile agissant sur le flux magnétique, en fonction du dé-lacement, de fanon que l'enroulement secondaire soit traversé par un flux magnétique différentiel, caractérisé par le fait que l'élément mobile est constitué par un aimant permanent (8) en forme de barre dont l'axe magnétique est perpendiculaire aux grands côtés (2,2') du noyau (13 en forme de cadre et qui est disposé de fanon à pouvoir se déplacer entre lesdits côtés, et que l'enroulement secondaire (5,5') est raccordé à un redresseur (6) et à un circuit de soustraction (7) à la sortie duquel on peut prélever une différence de tension (UA) correspondant au déplacement effectué par l'aimant permanent (8). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le noyau (1) fermé en forme de cadre du circuit magnétique est constitué par un matériau magnétique doux ( P 1) et que l'aimant permanent (8) est constitué par un matériau possédant une perméabilité très faible ( t ~ 1). 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de réaction, constitué par deux autres bobines en série (9,9') situées sur des côtés opposés (3,3') du noyau (1) en forme de cadre, et par un redresseur (IO). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est utilisé comme indicateur de position dans des appareils d'enregistrement et/ou de mesure fonctionnant le principe de compensation.