Brevet FR2326683A1 — publié le 19770429

Un certain nombre de moyens ont déjà été imaginés pour re@érer la position d'un organe mobile très léger, par exemple tel que l'équipage mobile d'un appareil de mesure ou d'une boussole, sans soumettre le dit organe au moindre effort,si minime soit-il. @armi cas moyens,on pe@t citer les systèmes photo-électriques, les systèmes caracitifs à haute fréquence, les systèmes électro @agnétiques à couplage variable. Le dispositif objet de la @resente invention appartient à cette dernière c@tégorie, mais présente d'importantes différences, particuliérement par la si@plicité des moyens utilisés, ses possibi lités d'application sux boussoles et compas, ainsi que par la très faible consommation du courant d'alimentation qui @ormet @lors d'obtenir une grande @utonomi@ d'@tilisation. On connaît le fonctionnement général des circuits dits "d'absorption" : si, à un générateur engendrant un courant d'une fréquence détcr@inée on couple un circuit extérieur accordé sur cette même fréquence, l'influence du c@uplage peut, suivant 1'impor tance de ce dernier. être telle qu'elle interrompe le fonctionnement d@@@énérateur. Dans ces conditions, si ce couplage résulte, par exemple, des positions angulaires relatives de deux e@roulements dont l'un fermé constitue un circuit extérieur mobile et dont l'autre est inséré dans le circuit générateur, l'influen@@ du pre@ier sur le deurième est nulle lorsque les deux enroulements sont disposés perpendicu l@irement, même ceux-ci étant très proches, tandis qu'elle est maxi- mum lorsque ces deux enroulements sont dispocés parallèlement, et toute variation des positions angulsires relativas de ceux-ci a une incid@nce sur le courant du générateur. Ainsi, ce courant peut donner une indication coneernant ces positions. @ependant, @ui système de repérage formé seulement de cette manière un @@ut tr@@ sim@le prisente des inconvénients qui rendent l'utilisation @ifficile et d'une officacité insuffisante. La présente invention permet de sup@rimer ces inconvénients. Elle consiste nota@ment en l'utilisation d'un générateur à auto r@lax@tion@@@@endr@nt un courant @@ durant des temps par exemple très brefs, de l'ordre de quelques microsecondes, séparés par des interv@lles relativement beaucou plus longs, par exemple de l'ordre d'une milliseconde; le génératcur étant conçu de manière que d'une part la fréquence de relaxation dépende du couplage entre le circuit extérieur et les éléments correspondants du générateur et que d'autre part des impulsions de courant soient provoquées à chaque blocage et soient traitées de talle sorte que l'analyse après intégration, du courant moyen résultant, constituc l'information requise. La grande différence possible entre les temps de blocage et intermédiaires tels qu'ils ont été définis ci-dessus fait apparaître, de toute évidence, un avantage déjà important, et qui est l'infime consommation d'énergie, cette dernière pouvant alors être fournie par une simple pile (de 4,5 Volts, par exemple). Un autre avantage, plus important encore et qui ressortira mieux de la description qui va suivre réside dams la facilité d'utilisation et,tout particulièrement, dans la grande précision de l'information obtenue. On se référera maintenant au dessin annexé à titre d'exemple non limitatif et illustrant un mode de réalisation suivant l'invention. La figure 1 représente un schéma électrique de principe. La figure 2 constitue une variante de la figure 1 concernant les éléments de sortie. La figure 3 représente une autre variante avec circuitsfiltre en sortie. La figure 4 donne un exemple d'application de l'invention à une boussole. Sur la figure 1, le générateur de courant HF est un oscillateur Colpitts classique comprenant l'enroulement 1, le condensateur variable 2, les condensateurs fixes 3 et 4. Le transistor 5 est,dans cet exemple, du type N@@. Le circuit de l'émetteur de ce transistor inclut l'inductance d'arrêt HF, 6, sinsi que le condensateur 7 et la résistance 8 dont la fonction sera précisée plus loin. Les condensateurs 9, 10 et 11 assurent les découplages nécessaires, tandis que le potentiomètre 12 permet d'ajuster au point convenable la tension de polarisation de la base du transistor 5. Le condensateur 13, la diode 14, la résistance 15, le condensateur 16 et la résistance de polarisation 17 forment l'en semble d'éléments prévus pour extraire l'information relative à la position de l'enroulement mobile 18 recueillie aux bornes S et O sous la forme d'une tension continue variable,l'enroulement 18 ét@nt solidaire de l'organe mobile dont on désire repérer la position. Lorsque le transistor 5 conduit, c'est-à-dire lorsqu'une tension négative par rapport à la base est appliquée à l'émetteur de ce transister, ce dernier engendre un courant HF à la fréquence déterminée par les éléments l et 2. Dans ces conditions, il existe un courant de charge du condensateur 7. Lorsque le condensateur 7 est chargé, une tension positive est appliquée à l'émentteur du transistor 5 et ce dernier est bloqué, isolant de la borne positive de la source d'alimentation l'armature correspondante du condensateur 7. Dans ces conditions,ce condensateur se décharge sous la forme d'une impulsion transmise a la borne S à travers le condensateur 13 et la résistance 15. Toutefois, du fait de la présence de la diode 14, de la résistance 15 et du condensateur 16, il résulte entre les bornes S et O une tension continue moyenne fonction de la fréquence des impulsions. Si l'enroulement 18 n'est pas couplé à l'enroulement 1, cette fréquence est constante. Si. au contraire, il existe un couplage entre ces deur enroulements, il y a absorption d'énergie HF et le temps de charge du condensateur 7 augmente en fonction de ce couplage, Il est alors évident que la fréquence des impulsions sera elle-même fonction du couplage,diminuant avec l'augmentation de celui-ci. Les différents niveaux de la tension continue recueillie entre les bornes S et O fournissent une information précise sur la position de l'enroulement 18. Sur la figure 2, à la diode 14 de la figure 1 est substitué un transistor désigné par la même référence et dont la jonction baseémetteur assure la même fonction que la diode précitée. Cette disposition permet de bénéficier d'un amplificateur situé entre le condensateur 7 et la borne S. La figure 3 indique une autre variante. A la suite du transistor 14 de la figure 2 sont disposés des circuits-filtre dont deux, affectés respectivement des références 19 et 20 sont représentés, Snivant cette variante, les impulsions sont discréminées en fonction de leur fréquence de répétition, permettant ainsi d'obterir, sous une forme différente, l'information relative à la position de l'organe mobile dont l'enroulement 18 est solidaire. Le dispositif tel qu'il vient d'être décrit permet d'obtenir avec une grande précision une information indiquant la position de l'enroulement mobile relativement à une position prédéterminée, telle que celle pour laquelle le couplage est nul, soit par exemple lorsqïie les deux enroulements sont perpendiculaires entre eux. Toutefois, il ne permet pas de connaître de quel côté s'effectue le mouvement de l'organe mobile, de part ou d'autre de la position précitée. Une disposition avantageuse fournissant une information qui donne cette indication consiste à utiliser :d'une part ; deux générateurs engendrant chacun une fréquence prédéterminés, ces deux fréquences étant différentes; d'autre part, solidaires de l'organe mobile, deux enroulements fermés pouvant être couplés respectivement chacun à l'un des générateurs et accordés sur la fréquence correspondante et formant entre eux un angle prédéterminé. Suivant cette disposition, la position repère de l'organe nobile n'est pas celle du couplage nul. tour l'un ou l'autre des générateurs, mais un point intermédiaire. L'information peut alors être donnée soit sur deux voies, par exemple par l'allumage de lampes, différentes pour chacun des deux côtés, soit sur une seule voie, au moyen d'une tension négative pour un côté et positive pour l'autre. tans le cas de deux votes, il peut être favorable que l'information donnée par une de ces voies interdise toute information donnée par l'autre. Ce résultat peut être obtenu au moyen d'une interdiction croisée. Le dispositif à deux générateurs permet d'obtenir une précision encore accrûe du fait que la position repère n'est pas à la base d'une courbe unique mais au point d'intersection de deux courbes. Suivant une variante avantageuse du dispositif à deux générateurs, ces derniers ne sont pas alimentés simultanément mais successivement, la fréquence de succession pouvant être de l'ordre de Quelques centaines par seconde, par exemple. Toute intéraction entre les deux courants HF est ainsi rendue impossible. En outre, il est ainsi possible d'introduire un paramètre supplémentaire dans l'information, En effet, le tracé du temps d'alimentation pout ne pas être rectangulaire (représentation habituelle à créneaux,par exemple) , m@is aussi soit triangulaire, soit par exemple la courbe de charge d'un condensateur. E'intégration des impulsions dépend alors, en plus de la fréquence de celles-ci, du tomps de fonctionnement du générateur, ce tomps dépendant de l'apparition de la tonsion des impulsions, qui dépend elle-même du couplage à l'instant donné. On se référera maintenant à la figure 4 pour la description d'un dispositif ap@lique à une boussole. Cette figure représente une boussole du type à flotteur. La référence 1 désigne l'enroulement inséré dans le circuit du générateur (non représenté), auquel il est relié par les connexions 4. Il convient de noter que le terme d'enroulement désigne, aux fréquences utilisées, une ou plusieurs spires,notamment dans la cas présent. La référence 2 désigne l'enroulement solidaire du flotteur. La ré@@rence 3, le condensateur d'accord de l'enroulement 2. Ce condensateur est fixe dans cet exemple. Suivant l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit,on comprend qu'il est possible d'obtenir avec un second générateur une information précisant la position de l'organe mobile de part et d'autre d'une position ropère dite zéro. En effet, il suffit que cette position séto ne corresponde pas au couplage nul mais à un certain taux de couplage. Dans cos conditions, partant de la position séro le mouvement dans le se@s diminuant le couplage produire une augmentation de la tension d'information relativement à la tension repère cor@espondant an zéro, tandis que le mouvement dans le sens augme@tant le couplage provoquera une diminution de cette tension. Il est entendu que sans sortir du cadre de l'invention toutes autres variantes de réalisation pourront être apportées aux modes décrits ci-@es@us à single titre indicatif. Dans cet ordre d'idée, les mouvements de l'organe mobile pou@ront ne pas être angulaires mais linéaires. Les moyens de relaxation du générateur et d'intégration des impulsions pour@ont être diff@rents de ceux qui ont été représentés et il @ourra leur être substitué tous moyens concourant aux mêmes @ffets. 1. Dispositif de repérage de la position d'un organe mobile,comprenant, solidaire de cet organe, un 6lément tel qu'un enroulement fermé formant circuit oscillant et dont le couplage à un élément correspondant inclus dans le circuit d'un générateur de courant HF est fonction de la position du dit organe mobile, caractárisé en ce que le générateur de courant HF est pourvu de moyens déterminant une auto-relaxation prédéterminée, la fréquence de succession des bloc@ges étant modifiée en fonction du dit couplage, en raison de l'influence de ce dernier sur le courant du dit générateur de courant HF, permettant ainsi, par l'analyse d'une intégration des impulsions provoquées par les dits blocages, de constituer un indicateur de position précis. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens déterminant une auto relaxation prédéterminée sont constitués par un ensemble RC compris dans le circuit d'alimentation du générateur de courant HF, de sorte que les impulsions résultant de chaque blocage puissent être intégrées de manière à déterminer une tension continue moyenne fonction des dites impulsions et recueillie à des bornes de sortie. 3. Dispositif selon la- revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de courant HF est pourvu de circuits-filtre alimentés par les impulsions de courant résultant des blocages, de manière à fournir des informations discriminées en fonction de la fréquence des dites in-tulsions. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux générateurs de courant HF de fréquences différentes, respectivement couplés à deux éléments accordés l'un et l'autre respectivement sur la fréquence correspondante et solidaires de l'organe mobile sur lequel ils occupent des positions formant un angle prédéterminé, de manière à obtenir, par intégration des impulsions respectives dans un moyen comparateur, une information indiquant la Position du dit organe mobile de part et d'autre d'une position normale de repos. 5. Dispositif selon les revendications l et 4, caractérisé en ce que les générateurs de courant HF sont alimentés par alternarce successive à une basse fréquence prédéterminée, de manière à rendre totalement indépendantes dans le temps les informatins fournies par chacun des dits générateurs de courant HF, sans que la fréquence de la dite @@sse fréquence @it d'incidence sur l'information contenue dans les dites impulsions.