Brevet FR2366683A1 — publié le 19780428

L'invention concerne un capteur électrique à commande magnétique pour appareil de commande, de régulation ou appareils indicateurs utilisés de préférence sur les véhicules, comportant un aimant monté dans un tube servant de boftier, aimant maintenu dans sa position initiale par un ressort et pouvant, sous l'effet d'une force, se déplacer en translation dans la direction longitudinale du tube contre la résistance d'un ressort et par rapport à au moins un contact à gaz protecteur (contact Reed) disposé dans le tube, et provoquer par son déplacement la commutation du contact précité. On utilise de plus en plus, sur les véhicules en particulier, pour les systèmes de commande, de régulation ou de surveillance d'un paramètre de fonctionnement, des capteurs d'accélération ou de seuil d'accélération. On connatt certes des capteurs électriques à commande magnétique utilisée pour des appareils de commande, de régulation ou des appareils indicateurs équipant des véhicules. Autres appareils de commutation fonctionnant par inertie sont également connus, mais leur construction et leur montage sont cofteut. Le but de l'invention est de faire en sorte que les capteurs d'accélération ou de seuil d'accélération puissent être d'une construction simple, fiable et partant économique. L'invention prévoit à cet effet que le tube soit disposé dans la direction dans laquelle son support, un véhicule en particulier, est soumis à l'accélération ou à la décélération et que l'aimant, en accélération ou en décélération, soit poussé par inertie sur le contact Reed contre la résistance du ressort. Lorsque l'accélération ou la décélération atteignent un seuil déterminé, la course de l'aimant est, malgré la résistance du ressort, suffisante pour qutil recouvre le contact Reed et provoque une commutation. Lorsque pour la commutation d'un circuit, ne doit être utilisée que la décélération ou que l'accélération, le capteur peut être construit de telle sorte que le ressort monté dans le tube pousse l'aimant dans sa position initiale contre une butée prévue à l'intérieur du tube. Cependant, lorsqu'une commutation de circuit doit être commandée lorsqu'un seuil prédéterminé est atteint tant en décélération qu'en accélération, il faut monter un second ressort et un second contact Reed symétriquement aux premiers par rapport à l'aimant. Celui-ci est alors maintenu sur sa position de départ par deux ressorts antagonistes au voisinage de chacun desquels est disposé un contact Reed, 1'un des deux contacts commutant à l'accélération et 1 t autre à la décélération sous l'action du champ de l'aimant. Pour éviter que l'aimant soit soumis à de légères oscillations lors des décélérations ou accélérations brèvés, on à un mouvement de va-et-vient durable db à son inertie réduite, l'aimant peut être assuré supplémentairement sur sa position initiale par un ressort à déclic dont la résistance doit d'abord entre surmontée par l'énergie communiquée à l'aimant par inertie pourque celui-ci quitte cette position initiale. De plus, l'amortissement du mouvement de la masse que représente l'aimant s'effectue si l'on prévoit l'emploi comme boîtier d'un tube en métal. On obtient ainsi non seulement l'amortissement recherché, mais une protection magnétique du contact Reed lors des dépassements rapides et de courte durée du seuil.Un effet de filtrage bénéfique et réglable est ainsi obtenu. Pour les cas d'utilisation où il est nécessaire d'obtenir un signal proportionnel à l'accélération, le contact Reed est remplacé par un composant à commande magnétique techniquement équivalent à ce contact, en particulier par une plaque de champ ou par une sonde de Hall. Un signal analogique de fréquence peut être rendu disponible si l'on utilise comme composant techniquement équivalent au contact Reed une bobine d'oscillateur. Un déplacement de champ magnétique et/ou les courants de Foucault provoquent alors dans la masse de l'aimant une variation de fréquence d'inductance, donc une variation de fréquence d'oscillation. De tels signaux analogiques de fréquence peuvent hêtre convertis en signaux numériques en vue d'un traitement ultérieur. Le système prévu par l'invention peut donc être exploité pour la fabrication de capteurs d'accélération et de capteurs de seuil d'accélération. Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide d'exemples d'exécution illustrés par des figures, exemple présentant également d'autres particularités de l'invention. Les figures représentent : Fig. I : une coupe longitudinale d'un capteur conforme à l'invention, équipé d'un ressort et d'un contact à gaz protecteur du type contact Reed. Fig. 2 : un capteur conforme à l'invention, équipé de deux ressorts et de deux contacts à lames. Fig. 3 : un capteur conforme à l'invention, équipé de deux ressorts et d'une bobine d'induction. Est également représenté un montage où cette bobine d'induction est utilisée. Fig. 4 : un capteur conforme à l'invention, équipé de deux ressorts et de deux plaques de champ. Ces deux plaques de champ sont également présentées intégrées à un pont de Wheststhone. Sur les exemples d'exécution représentés sur les figures, un aimant annulaire 2, représentant une masse soumise à l'accélération ou à la décélération, est guidé dans un tube 1. L'aimant annulaire 2 est, de plus, monté coulissant sur un petit tube 3 à l'intérieur duquel est disposé le contact à gaz protecteur 4 (contact Reed), la bobine dtinduction 5 ou les plaques de champ 6. Sous l'influence d'une accélération b (ou d'une décélération) agissant sur le tube, la masse représentée par l'aimant annulaire 2 se déplace contre la résistance d'un ressort 7 qui tend à ramener contre une butée 10.Lorsque, dans son déplacement, l'aimant annulaire 2 atteint une position déterminée par rapport au contact Reed 4, à la bobine d'induction 5 ou à une plaque de champ 6, le capteur commande la commutation d'un circuit par l'intermédiaire des conducteurs 8 et 9 issus du contact Reed, de la bobine d'induction ou des plaquettes de champ. Lorsque deux contacts Reed 4 ou deux plaques de champ 6 sont prévus, un troisième conducteur branché entre les deux contacts ou entre les deux plaques est également prévu. Sous l'effet d'une accélération ou d'une décélération stexerçant dans le sens longitudinal du tube l, l'aimant annulaire est soumis à des oscillations. Pour un tel système oscillant, il faut toutefois prévoir un effet amortisseur. Cet effet est obtenu de façon pratique et magnétiquement en utilisant les courants de Foucault. Le tube 1 est donc un tube métallique, une masse magnétique en déplacement dans un corps métallique engendrant des courants de Foucault Le petit tube 3 peut aussi titre en metal. On obtient ainsi aussi bien un effet amortisseur de la masse en mouvement qu'une protection magnétique du contact Reed lors des dépassements brefs du seuil de réglage. Un effet de filtrage bénéfique et réglable est ainsi rendu possible. Un seuil peut également Entre atteint lors d'une décélération et utilisé à la commande d'une commutation. A cet effet, le montage d'un second ressort est nécessaire et, le cas échéant, peuvent être utilisée deux contacts à gaz protecteur ou deux plaques de champ. Il est des emplois pour lesquels un signal proportionnel à l'accélération doit être obtenu. Le contact à gaz protecteur est alors remplacé par un composant à commande magnétique, notamment par une plaque de champ ou une sonde de Hall, et l'on obtient une exécution du genre de celle représentée sur la fig. 4. Comme le montre le montage également représenté sur cette figure, les deux plaques de champ 6 sont intégrées dans un montage en pont aux extrémités duquel sont raccordés les conducteurs 8 et 9 (tension d'alimentation). Au milieu de ce pont, se raccorde d'un c8té le conducteur Il et de l'autre clôt4, un conducteur 12, qui fournissent associés à un conducteur 13 la tension de sortie, laquelle est proportionnelle à l'accélération. Le conducteur 13 est raccordé à l'autre branche.du pont. On peut par ailleurs obtenir un signal analogique de fréquence en utilisant dans le capteur conforme à l'invention une bobine d'oscillateur 5 montée dans un circuit de commutation, comme le montre la fig. 3. L'aimant annulaire agit alors par induction sur la bobine 5 dans les deux directions, c'est-à-dire en accélération et en décélération, faisant varier la fréquence de sortie proportionnellement à l'accélération communiquée à sa masse. On obtient ainsi par le déplacement du champ magnétique et/ou par des courants de Foucault une variation de la fréquence d'inductance, donc une variation de la t-réquence d'osoillation. L'obJet de l'invention peut titre utilisé pour modifier en fonction de la charge d'un véhicule, l'effort de freinage requis. Par ailleurs, il devient possible d'estimer l'état des amortisseurs ou la pression des pneus à partir de l'accélération lors des passages au point zéro, et de mesurer la fréquence des oscillations d'un essieu. Le capteur conforme à l'invention peut aussi hêtre utilisé à d'autres tâches de commande et de régulation, soit pour la détection de l'angle de relevage des courbes en vue du redressement final du véhicule, soit pour la mesure de l'accélération transversale. Le système prévu par l'invention convient donc à la construction des capteurs d'accélération et des capteurs de seuil d'accélération. il est indiqué de convertir les signaux analogiques de fréquence en signaux numériques. Pour éviter un régime oscillatoire à l'aimant sous l'action des efforts réduits auxquels il est soumis par inertie, un ressort à déclic, représenté à la Fig. 2a, peut être utilisé pour l'assurer sur sa position initiale. REVENDICATIONS 1. Capteur électrique à commande magnétique pour appareils de commande, de régulation ou appareils indicateurs utilisés de préférence sur les véhicules, comportant un aimant monté dans sa position initiale par un ressort et pouvant, sous l'effet d'une force, se déplacer en translation dans la direction longitudinale du tube contre la résistance dflun ressort et par rapport à au moins un contact à gaz protecteur (contact Reed) disposé dans le tube, et provoquer par son déplacement la commutation du contact précité, caractérisé par le fait que le tube (1) monté de telle sorte que sa direction longitudinale corresponde à la direction dans laquelle son support, véhicule en particulier, est accéléré ou décoléré, et que l'aimant (2), durant l'accélération ou la-décélération, se déplace par inertie contre la résistance du ressort et en direction du contact à gaz protecteur (4). 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort (7) monté dans le tube (1) tend à repousser l'aimant (2) dans sa position initiale contre une butée (10) prévue dans le tube (1). 3. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'aimant (2) est maintenu sur sa position initiale par deux ressorts antagonistes (7) au voisinage de chacun desquels est disposé un contact à gaz protecteur (4), l'un des contacts étant actionné par l'aimant (2) en accélération et l'autre en décélération. 4. Capteur selon l'une des revendications de 1 à 3, caractérisé par le fait que l'aimant (2) est assuré sur sa position initiale supplémentairement par un ressort à déclic (14) dont la résistance doit être vaincue pour que puisse s'amorcer le déplacement par inertie de l'aimant (2). 5. Capteur selon l'une des revendications de 1 à 4, caractérisé par le fait que pour produire un signal proportionnel à l'accélération, sont utilisées comme composants techniquement équivalents au contact à gaz protecteur (2) une plaque de champ (6) ou une sonde de Hall. 6. Capteur selon l'une des revendications de 1 à 4, caractéFisé par le fait que pour produire un signal analogique de fréquence, est utilisée comme comportant techniquement équivalent au contact à gaz protecteur (2) une bobine droscillateur (5). 7. Capteur selon l'une des revendications de 1 à 6, caractérisé par le fait que le tube (1) est en métal. 8. Capteur selon l'une des revendications de 1 à 7, caractérisé par le fait que le tube (3) est en métal.