Brevet FR2216554A1 — publié le 19740830

La présente invention concerne un procédé et un dispositif électrique pour déterminer la position dtun organe. Il existe de nombreux dispositifs donnant la position d'un organe mécanique, ces dispositifs étant soit mécaniques, soit électriques. On connaît des dispositifs comprenant une texte détectrice, un oscillateur et un convertisseur, dans lesquels la tension de sortie du convertisseur est fonction de 11 entrefer entre le détecteur et la pièce ou de la surface occultée par la pièce mécanique. Cependant, ces systèmes connus sous l'appellation de détecteur de proximité, délivrent un signal en tout ou rien, et par conséquent, ne fournissent pas toujours une information suffisamment précise. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. Â cet effet, le procédé qu'elle concerne consiste à utiliser les déplacements de l'organe dont on veut déterminer la position pour faire varier ltimpédance de l'élément sdfique dtun oscillateur L-C doù résulte une variation correspondante de la tension du signal de sortie de cet oscillateur, et à utiliser, directement ou non, la valeur de cette tension pour déterminer la position de l'organe précité. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est constitué par un oscillateur à circuit l-C, dont la selfinduction est bobinée sur une armature ouverte, et une came faite en un matériau conducteur de lteSectricité et reliée mécaniquement à l'organe dont le déplacement est à mesurer, de manière à se déplacer en regard des poles de 11 armature, son déplacement modifiant l'impédance de la self-induction et par suite la tension de sortie de l'oscillateur par modification des pertes par courants de Foucault dans la came. Dans une première forme d'exécutions la came est plane et d'épaisseur constante en tous ses points, de sorte que la variation d'impédance de la self-induction dAe au déplacement de la came est fonction de la surface de la came en regard de la partie ouverte de l'armature de la self-induction et éventuellement de la distance séparant cette surface de l'armature. Dans une forme préférée d'exécution, la came est d'épaisseur variable, de telle sorte que la modification de l'impédance de la self-induction est fonction à la fois de la surface de la came en regard de la partie ouverte de l'armature, ket!de son épaisseur au droit de la surface considérée et de la distance séparant cette surface de l'armatureO De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif Figure 1 montre le schéma électrique Figure 2 rst une vue de face de la came et de l'enroulement; Figure 3 est une coupe suivant 3-3 de figure 2. Ce dispositif est constitué par un oscillateur 1 du type Colpitts, c'est-à-dire comprenant un transistor 2 et un circuit L-C, la self-induction 3 de cet oscillateur jouant le rtle de détecteur; La self-induction 3 est formée par une armature 4 sur laquelle est bobiné un enroulement 5. Cette self-induction 3 produit un flux parcourant le circuit magnétique ouvert que constitue son armature 4. L'oscillateur 1 est relié à un convertisseur 6 permettant d'utiliser la tension de sortie de l'oscillateur.Un certain nombre de branchements, donnant la tension de sortie de l'oscillateur, sont possibles - Entre la borne (-) de l'oscillateur et le point À - Entre les points À et B - Entre la borne (+) de l'oscillateur et le point À - Entre la borne (-) de l'oscillateur et le point B. Ce dispositif permet de déterminer la position d'un organe mécanique, par exemple l'angle de rotation d'un arbre 2. k cet effet, une came 8 est calée sur ltarbre 2. Cette came 8, faite en un matériau conducteur de l'électricité1 est apte à présenter l'une de ses faces en regard des poles de l'armature 49 modifiant ainsi le circuit magnétique précité. Effectivement, le circuit magnétique crée des courants de Foucault dans l'armature1 mais aussi dans la came. Les courants de Foucault, engen drés dans la cames absorbent de l'énergie créée par la selfinduction, Plus les pertes par courants de Foucault dans la came sont élevées, plus l'inductance de la self-induction diminue, et par suite plus son impédance diminue, diminuant la tension de sortie de l'oscillateur. Dans l'exemple donné aux figures 2 et 3,la came 8 est plane, ses faces étant perpendiculaires à l'axe de l'enroulement, et d'épaisseur constante, en tous ses points. La rotation de l'arbre 2 se traduit par l'occultation plus ou moins importante de la partie ouverte de l'armature par la came 8. Plus la surfaae de la came en regard de la partie ouverte de l'armature est importante, plus les pertes par courants de Foucault sont grandes et plus la tension de sortie de l'oscillateur est faible. Dans une forme préférée d'exécution, la came 9, représentée en traits mixtes à la figure 3, n'est pas d'épaisseur constante. Par conséquent, la rotation de l'arbre 2 modifie non seulement la surface occultée de la partie ouverte de l'arma- ture par la came, mais aussi l'épaisseur de la came en regard de la partie ouverte de l'armature. Une augmentation de l'épaisseur de la came correspond à une augmentation des pertes par courants de Foucault. L'augmentation de la surface occultée de la partie ouverte de l'armature ayant les mêmes effets que l'augmentation d'épaisseur de la came sur les pertes par courants de Zoucault, il est intéressant d'utiliser une coopération de ces deux effets qui permet d'obtenir une variation du signal de sortie de l'oscillateur lors d'une très faible modification de la position de l'arbre 20 A cet effet, la came 9 est de forme telle que son épaisseur augmente quand sa surface en regard de la partie ouverte de l'armature augmente. Les applications de ce dispositif sont nombreuses, surtout dans les systèmes d'asservissement d'un organe mécanique. En donnant à la came une forme particulière, la tension obtenue étant fonction d'une loi prédéterminée, la connaissance de la tension de sortie permet de connattre à tout instant, la position de l'organe à surveiller. Une application particulière est celle du réglage de l'injection des moteurs à combustion interne. il suffit de caler sur l'axe du volet d'air, dont 11 ouverture conditionne le régime moteur, une came forme appropriée, faisant varier l'entrefer ou la surface occultée de la partie ouverte de l'armature, ou mieux les deux paramètres, pour obtenir une tension de sortie de l1oscillateur, qui est fonction de la position du volet et de la loi demandée. Cette tension de sortie de l1oecillateur 1 permet, par l'intermédiaire du convertisseur 6, de commander la loi d'injection de carburant. loujours, dans le cas de moteur à combustion internes la -came 9 peut entre calée sur la pédale d'accélérateur, tension de sortie de l'oscillateur 1 étant alors fonction de l'enfoncement de celle-cis Une autre application de ce capteur vise la correction de la loi d'avance à l'allumage . Dans ce cas, la came est reliée à la capsule à dépression branchée sur la tubulure d'admission du moteur à combustion.Cette application présente, par rapport aux deux exemples précédents, l'avantage de régler avance à l'allumage en fonction du régime moteur réel et non pas en fonction de ltenfoncement de l'accélérateurX Le grand avantage de ce système est qu'en donnant une forme particulière à la camez la tension de sortie de l'oscilla- teur est fonction d'une loi prédéterminée, dont la modification est facile à réaliser en modifiant la forme de la came. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus et ses applications ne se limitent pas aux seuls exemplés donnés à titre d'illustration ; l'invention en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation, quelle que soit notamment la façon dont sont réalisés l'amplificateur et le convertisseur, pouvant être des circuits intégrés ; elle sera applicable chaque fois qu'il est intéressant d'obtenir une réponse à une variation de position d'un organe, suivant une loi prédéterminée par la forme de la came. - xcVE;iTDICaTIONS 1. - Procédé pour déterminer la position d'un organe, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser les déplacements de l'organe dont on veut déterminer la position pour faire varier l'impédance de l'élément selfiaue dtun oscillateur L-C d'où résulte une variation correspondante de la tension du signal de sortie de cet oscillateur, et à utiliser, directement ou non, la valeur de cette tension pour déterminer la position de l'organe précité. 2. - Dispositif électrique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué par un oscillateur à circuit L-C, dont la selfinduction est bobinée sur une armature, et une came faute en un matériau conducteur de l'électricité et reliée mécaniquement à l'organe dont le déplacement est à mesurer de manière à se déplacer en regard des poles de Itarmature, son déplacement modifiant l'impédance de la self-induction et par suite la tension de sortie de l'oscillateur par modification des pertes par courants de Foucault dans la came. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came est plane et d'épaisseur constante en tous ses points, de sorte que la variation d'impédance de la selfinduction dQe au déplacement de la came en fonction de la surface de la came en regard de la partie ouverte de l'armature de la self-induction et, éventuellement, de la distance sépia rant cette surface de l'armature0 4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came est d'épaisseur variable, de telle sorte que la modification de l'impédance de la self-induction est fonction à la fois de la surface de la came en regard de la partie ouverte de 11 armature, de son épaisseur au droit de la surface considérée, et, éventuellement, de la distance séparant cette surface de l'armature. 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'à I'oscillateur est associé un convertisseur. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il esiappliqué au réglage automatique de l'injection d'un moteur à combustion interne. 7* - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la came est du type disque et elle est montée sur l'axe du papillon de la tubulure d'admission des gaz d'un moteur à combustion interne. 8. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la correction de la loi d'avance à l'allumage d'un moteur à combustion interne0