Brevet FR2372416A1 — publié le 19780623

L'invention est relative aux gyroscopes à deux axes de sensibilité du genre de ceux qui comportent un moteur, un volant d'inertie, un joint à la Cardan entre ce moteur et ce volant d'inertie, des paliers interposés entre la structure du gyroscope et les parties tournantes situées du côté du susdit joint opposé au volant d'inertie, et des dispositifs détecteurs pour détecter la position du volant d'inertie par rapport à la structure, ces dispositifs détecteurs étant disposés deux par deux suivant les deux axes de sensibilité du gyroscope. Ces dispositifs détecteurs peuvent être de différents types, généralement de type à inductance, et ils sont sensibles à la variation de l'entrefer défini entre leur face en regard du volant d'inertie et le volant d'inertie lui-même. En particulier, sil s'agit de dispositifs détecteurs à -inductance (c'est-à-dire comportant un noyau magnétique et un enroulement électrique), la tension aux bornes de l'enroulement est modulée par les défauts de planéité du volant d'inertie. Dune façon plus générale, et quel que soit le type de dispositif détecteur, le signal électrique délivré par le dispositif détecteur est toujours plus au moins modulé par les défauts de planéité du volant d'inertie. Cette modulation constitue un inconvénient car elle engendre des harmoniques nuisibles à la précision de mesure. L'invention a précisément pour but d'atténuer cet incon vénient. Le gyroscope selon l'invention comporte un moteur, un volant d'inertie, un joint à la Cardan entre ce moteur et ce volant d'inertie, des paliers interposés entre la structure du gyroscope et les parties tournantes situées du côté du susdit joint opposé au volant d'inertie, et des dispositifs détecteurs pour détecter la position du volant d'inertie par rapport à la structure, ces dispositifs détecteurs étant disposés deux par deux suivant les deux axes de sensibilité du gyroscope, et il est caractérisé par le fait que, pour chacun des deux axes de sensibilité, il est prévu quatre dispositifs détecteurs disposés suivant deux paires diamétralement opposées, les deux dispositifs détecteurs d'une même paire étant disposés symétriquement par rapport à un axe orthogonal à l'axe de sensibilité considéré, suivant un écart angulaire qui est fonction de l'harmonique à éliminer. Les signaux électriques des deux dispositifs détecteurs d'une même paire étant collectés en série. L'invention consiste, mises à part la disposition dont il vient d'être question, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention et ne comportent, bien entendu, aucun caractère limitatif. La fig. 1, de ces dessins, est llne vue en coupe avec parties cachées d'un gyroscope établi conformément à l'invention. La fig. 2 est une coupe selon II-II fig. 1. La fig. 3 est un détail explicatif relatif à l'invention. La fig. 4 est une courbe explicative relative à l'invention. La fig. 5 est un schéma électrique relatif au gyroscope de la fig. 1. Le gyroscope à deux axes de sensibilité montré sur les fig. 1 et 2 comporte un moteur 11, un volant d'inertie 12, un joint à la Cardan 13 entre ce moteur Il et ce volant d'inertie 12, et des paliers 14 interposés entre la structure 15 du gyroscope et les parties tournantes situées du côté du susdit joint 13 opposé au volant d'inertie 12. Des dispositifs détecteurs 16 sont prévus pour détecter la position du volant d'inertie 12 par rapport à la structure 15 du gyroscope, ces dispositifs détecteurs 16 étant disposés deux par deux suivant les axes de sensibilité XX et YY du gyroscope. On supposera que ces dispositifs détecteurs 16 sont du type à inductance et qu'ils comportent un noyau magnétique 3 porté par la structure 15 du gyroscope et définissant une face polaire 5 et un entrefer 6 avec le volant d'inertie 12, cenoyau magnétique 3 étant entouré d'un enroulement électrique 7. Pour chaque axe de sensibilité XX et YY, il est prévu quatre dispositifs détecteurs disposés suivant deux paires diamétralement opposées, les deux dispositifs détecteurs d'une même paire étant disposés symétriquement par rapport à un axe orthogonal à l'axe de sensibilité considéré suivant un ecart angulaire qui est fonction de l'harmonique à éliminer, les signaux électriques des deux dispositifs d'une même paire étant collectés en série. Sur la fig. 2, on a indiqué, par la référence 16xa, les deux dispositifs détecteurs de la première paire de l'axe XX, par la référence 16xb' les deux dispositifs détecteurs de la seconde paire de l'axe XX, par la référence 16ya' les deux dispositifs détecteurs de la première paire de l'axe YY, par la référence 16yb, les deux dispositifs détecteurs de la seconde paire de l'axe YY. Grâce à cette implantation des dispositifs détecteurs qui se trouvent, par paire, disposés symétriquement par rapport à l'axe de sensibilité considéré, C étant l'angle séparant les deux dispositifs détecteurs d'une même paire, on obtient une élimination de certains harmoniques. Cette élimination dépend de la valeur de l'ancle C. Sur la fig. 3, sur laquelle les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes organes que sur la fig. 1, on a schématisé les défauts de planéité du volant d'inertie 12. Sur le graphique de la fig. 4, sur lequel on a porté le temps t en abscisse et en ordonnée le signal électrique U apparaissant aux bornes de l'un des dispositifs d'une paire de dispositifs détecteurs, M désigne la valeur de crête de la modulation due au défaut de planéité du volant d'inertie. Si l'on considère l'axe de sensibilité XX, la modulation au niveau des dispositifs détecteurs relatifs à cet axe est, - pour le premier détecteur 16xa' M1 = M sin k (Wt+ w ) - pour le second détecteur 16xa' M2 = M sin k (IUt+ q + C ) - poùr le premier détecteur 16xb' M3 = M sin k (W1C+ y + 11 ) - pour le second détecteur 16xb' M4 = M sin k (## = # + # C) t k désignant l'harmonique de défaut de planéité la vitesse de rotation du retour du flux, t l'angle de phase d'origine du défaut de planéité. On se référera maintenant au montage de la fig. 5. Les enroulements 7 de deux dispositifs détecteurs d'une même paire 16 et -16Xb sont montés en pont avec des éléments xa xb de référence 22. Les enroulements 7 de deux dispositifs détecteurs d'une même paire 16ya et 16yb sont montés en pont avec ces mêmes éléments de référence 22. Une source de courant alternatif 21 alimente ces deux ponts. La modulation entre le point commun des deux enroulements des dispositifs 16xi' 16xi' et le point de référence entre les éléments 22, est donc égale à : (M1 + M2) - (M3 + M4). On constate alors que, - d'une part, pour chaque valeur paire de k, MI = M3 et M2 = M4, ce qui correspond à une modulation nulle - d'autre part, pour chaque valeur impaire de k, il existe un angle C tel que M1 = M2 et M3 = M4, ce qui correspond à une modulation nulle, ce dernier cas étant obtenu pour k = ' C soit C = li . k Pour k = 3, C = , on supprime le troisième harmonique. 3- Pour k = 5, C = % , on supprime le cinquième harmonique. etc... 5 L'explication qui vient d'être donnée pour l'axe de sensibilité XX peut être reprise pour l'axe de sensibilité YY. Des appareils de mesure 23 et 23 sont reliés aux points x y milieu des ponts, c'est-à-dire entre les deux paires 16xa-' 16Xb de dispositifs détecteurs de l'axe de sensibilité XX et entre les deux paires 16ya' 16yb de dispositifs détecteurs de l'axe de sensibilité YY. Grâce à la disposition des dispositifs détecteurs dont il vient d'être question, on peut donc supprimer un harmonique impair. Il y a lieu de préciser qu'il est avantageux de constituer les dispositifs détecteurs 16 suivant une disposition simplifiée selon laquelle chaque dispositif détecteur comporte un noyau magnétique 3 constitué-par un barreau rectiligne, de préférence de section cylindrique, ce noyau étant fixé sur la structure 15 du gyroscope, par exemple par simple emboîtement dans un alésage correspondant. Ce noyau magnétique 3 est fixé de sorte que l'une de ses extrémités forme une face polaire S unique en regard du volant d'inertie 12, définissant un entrefer 7 avec lui. Ce noyau magnétique 3 est entouré d'au moins un enroulement électrique 7 traversé par un courant alternatif dont la fréquence est au moins égale à 1000 Hz. On conçoit tout l'intérêt de cette disposition dans un gyroscope selon l'invention qui comporte généralement huit dispositifs détecteurs de position. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, Invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulierement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Gyroscope à deux axes de sensibilité comportant un moteur, un volant d'inertie, un joint à la Cardan entre ce moteur et ce volant d'inertie, des paliers interposés entre la structure du gyroscope et les parties tournantes situées du côté du susdit joint opposé au volant d'inertie, et des dispositifs détecteurs pour détecter la position du volant d'inertie par rapport à la structure, ces dispositifs détecteurs étant disposés deux par deux suivant les deux axes de sensibilité du gyroscope, caractérisé par le fait que, pour chacun des deux axes de sensibilité, il est prévu quatre dispositifs détecteurs disposés suivant deux paires diamétralement opposées, les deux dispositifs détecteurs d'une même paire étant disposés symétriquement par rapport à un axe orthogonal à l'axe de sensibilité considéré, suivant un écart angulaire qui est fonction de l'harmonique à éliminer, les signaux électriques des deux dispositifs détecteurs d'une même paire étant collectés en série. 2.- Gyroscope selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour éliminer l'harmonique n" 3, l'angle séparant les deux dispositifs détecteur d'une même paire est égal à 60 . 3.- Gyroscope selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les enroulements des deux dispositifs détecteurs d'une même paire sont montés en série. 4.- Gyroscope selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les enroulements des quatre paires de dispositifs détecteurs sont connectés. suivant un montage en deux ponts. 5.- Gyroscope selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chaque dispositif détecteur comporte un noyau magnétlque constitué par un barreau rectiligne, ce noyau étant fixé sur la structure du gyroscope, de sorte quel'une de ses extrémités forme une face polaire unique en regard du volant d'inertie, ce noyau magnétique étant entouré d'au moins un enroulement électrique traversé par un courant alternatif dont la fréquence est au moins égale à 1000 'Hz. 6.- Gyroscope selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le noyau magnétique est constitué par un barreau rectiligne de section cylindrique.