Brevet FR2236162A1 — publié le 19750131

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif dont le rôle est de donner une tension variable avec la position angulaire de l'élément sur lequel il est raccordé. Cette tension varie linéairement avec l'angle mesuré. L'appareil est utilisé comme capteur de position dans une channe d'asservissement de position angulaire. De tels dispositifs, déjà utilisés pour des asservissements, sont réalisés à partir de potentiomètres ou par des systèmes à porteuse basse fréquence. Ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients: pour les uns, pièces en friction, usure., couple de rotation important; pour les autres, faible bande passante, angle balayé limité. ta présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients par l'utilisation d'un cadre mobile à faible inertie. Ce cadre est alimenté par une tension haute fréquence permettant au capteur d'avoir une bande passante partant de la fré quence zéro et couvrant le domaine des fréquences acoustiques. te signal utilisé étant sinusoldal il n'y a pas production d'harmoniques génératrices de perturbations. Bien qu'ayant de nombreux avantages, l'appareil est de cons truction simple, de réalisation peu coûteuse et de très bonne précision. te capteur de position et de déplacements angulaires, objet de l'invention, comporte un noyau torique en ferrite qui canali se le flux haute fréquence donné par le cadre mobile te tore mentionné comporte une ouverture créant une discontinuité des lignes de flux dans le support. Le cadre mobile, alimenté comme indiqué, par une tension sinusoidale haute fréquence, induit, par l'intermédiaire du sup port magnétique, une tension dans deux bobines fixes placées de part et d t autre de l'ouverture. Il est aisé de concevoir que la tension induite dans l'une ou l'autre des bobines fixes dépend de la position du cadre mo bile. En particulier lorsque ce dernier se trouve dans la posi tion médiane les tensions induites dans les bobines fixes sont de même amplitude. En redressant les tensions induites dans chaque bobine et en combinant les deux tensions redressées de telle façon que celles-ci soient en opposition, le signal résultant prend une valeur positive ou négative suivant l'angle de déplacement de la bobine mobile. Ces explications sont bien comprises en se référant aux figures se rapportant à l'invention décrite dans le présent texte. La figure 1 représente en plan la disposition des bobines fixes i et 3 sur le tore 4. te cadre mobile 2 se déplace d'un mouvement circulaire et son centre est confondu avec l'axe du tore. Les figures 2 et 3 représentent les schémas électriques possible de redressement de la tension induite. Ainsi la figure 2 représente un redressement double alternance à point milieu. La figure 3 représente un redressement double alternance en pont. tes deux tensions redressées sont montées en opposition, la polarité positive servant ici de point commun au montage. le sens des enroulements n'intervient en aucune façon. A titre d'exemple, le tableau ci-joint donne un relevé permettant de se fixer sur les résultats obtenus. les conditions sont les suivantes: Caractéristiques du tore: matériau : ferrite diamètre intérieur: 22,5mm diamètre extérieur: 35,3mm hauteur : limm Nombre de spires des bobines: bobine 2 ; 100 spires bobines 1 et 3 : 150 spires Caractéristiques du signal: Signal sinusoïdal de fréquence : 350 KHz amplitude crête à crête : 22 volts Angle balayé par la bobine mobile: + 75 degré autour de la position médiane. Position Tension Position Tension angulaire de sortie angulaire de sortie en degré en volts en degré en volts 0 0 0 0 + 5 + 0,5 - 5 - 0,5 + 15 + 1,3 - t5 - 1,3 + 25 + 2,2 - 25 - 2,2 + 35 + 3,1 - 35 - 3,05 + 45 + 3,9 - 45 - 3,9 + 55 + 4,8 - 55 - 4,8 + 65 + 5,7 - 65 - 5,72 + 75 + 6,7 - 75 - 6,6 te dispositif ainsi réalisé donne un gain de 0,089 volt par degré. tes paramètres intervenant dans le gain sont d'une part, le rapport des spires entre les bobines 1 et 3 et le cadre mobile 2 d'autre part, ltamplitude de la tension haute fréquence. tes tensions redressées débitent sur une charge résistive Ri t R2 égale chacune à 22,t K-ohms. te condensateur C est de 1000 pP, il a pour but de diminuer la composante alternative résiduelle. le dispositif, objet de l'invention, est utilisé pour la trans mission à distance d'une information préalablement mise sous forme angulaire0 Il est également utilisé dans tout système nécessitant un asservissement de position angulaire très précis, dans le cas, par exemple, d'un enregistreur à cadre mobile se dépla çant dans un flux et comportant un rebouclage. Associé à un indicateur électromécanique de vitesse il permet de fournir une indication analogique de la vitesse de rotation. Dans certaines applications où il est nécessaire de disposer d'une source de tension fiable et à résolution infinie le dispositif remplace avantageusement les systèmes ayant la même application et comportant des pièces en friction. En utilisant un amplificateur à courant continu le dispositif sert dans la mesure d'angles de torsion de valeur très petite. REVENDICATIONS 10 Dispositif donnant un signal analogique à partir d'une position ou d'un déplacement angulaire, trouvant notamment son application dans une chaîne d'asservissement de position angulaire, caractérisé en ce qu'il comporte deux bobines réceptrices fixes et un cadre émetteur mobile. 20 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le couplage entre le cadre mo bile et les deux bobines fixes s'effectue à travers un sup port. Ce support en forme de tore comporte une ouverture modifiant la perméabilité. Le matériau du support est à faible perte magnétique à la fréquence utilisée. 30 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre, mobile suivant une trajec toire circulaire, est alimenté par une source de tension sinusoSdale haute fréquence à caractéristiques constantes. 40 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tension continue du capteur est obtenue à partir du redressement des tensions induites dans deux bobines identiques et fixes; chaque tension re dressée est montée en opposition à travers une charge ré sistiveO