Brevet FR2451019A1 — publié le 19801003

La présente invention se rapporte à des détecteurs de position. En général, un détecteur de position fournit un signal de sortie de valeur zéro à sa position zéro, qui se trouve le plus souvent au milieu de sa plage de fonctionnement. L'invention vise, plus particulièrement, un détecteur de position à induction, comportant un détecteur de seuil agissant comme indicateur de défaut, qui permet de contrôler le signal de sortie du détecteur de position à toute position et d'indiquer un défaut ou panne de l'appareil lorsque le signal de sortie est inférieur à un niveau minimal prédéterminé. On connait plusieurs dispositifs permettant de déterminer si un détecteur de position fonctionne correctement. La plupart de ces dispositifs présentent l'inconvénient de limiter l'utilisation du détecteur de position ou de restreindre sa plage de fonctionnement. Par exemple, les détecteurs de position à induction fournissent normalement un signal de sortie nul au milieu de leur plage de fonctionnement, où se trouve en général le point zéro.Un défaut de l'appareil peut être détecté si le fonctionnement est limité à des angles qui sont supérieures ou inférieurs à zéro et qui fournissent toujours un certain signal minimal de sortie du détecteur de position, afin qu'un signal de sortie soit toujours présent pour le contrtle. Si un fonctionnement passant par la position zéro est nécessaire, le signal normal à cette position est-nul et un défaut de l'appareil ne peut pas être distingué d'un fonctionnement normal. Le brevet américain nO 2 823 877, de Hess, décrit un exemple de réalisation d'un tel dispositif. Il prévoit d'utiliser la sortie de démodulateurs de phase pour créer un signal analogique qui est traité pour détecter une défaillance d'un servo-système. Comme indiqué plus,haut, ce dispositif présente l'inconvénient qu'un signal de sortie nul est engendré à la position zéro et qu'à ce point un défaut de l'appareil ne peut pas etre distingué d'un fonctionnement normal. L'utilisation d'un circuit intégré pouytournir un signal limité appliqué à un détecteur de seuil qui fonctionne comme indicateur de défaut lorsque le signal croit au-dessus d'une limite prédéterminée est également connue, comme décrit par exemple dans le brevet américain nO 3 778 696 de R.G. Walters. Le dispositif suivant la présente invention comprend des moyens de jonction capacitive entre les enroulements primaire et secondaire d'un détecteur de position à induction. Cette jonction a pour but de créer un niveau de potentiel sur la sortie de lten- roulement secondaire du détecteur de position. Ce niveau de potentiel est détecté par un détecteur de phase, à toutes les positions y compris la position à laquelle le détecteur passe par le point zéro et présente une sortie de phase zéro. Le détecteur phase ne répond pas à la composante de jonction capacitive du potentiel et la sortie du détecteur de phase indiquant la position du détecteur n'est pas affectée par ladite jonction.Le niveau de potentiel de la jonction capacitive est détecté par un détecteur de seuil dans le circuit de sortie et fournit ainsi un moyen de contrôler le bon fonctionnement du détecteur de position, indépendamment de l'angle à l'intérieur duquel peut tourner le détecteur. La présente invention a pour objet un détecteur de position à induction, comportant un détecteur de défaut, qui permet le fonctionnement et le centrale du détecteur de position mEme au passage de la position zéro. L'invention vise également un détecteur de position à induction dont le signal de sortie atteint oonstamment un niveau minimal, de sorte qu'un détecteur de défaut, par exemple un détecteur de seuil, peut déterminer en tout point, y compris le point zéro, un défaut de fonctionnement du détecteur de position. L'invention a encore pour objet un détecteur de position à induction comportant des moyens de jonction capacitive entre lI enroulement primaire et l'enroulement secondaire du détecteur, de façon à obtenir constamment un signal de niveau mihimal à la sortie du détecteur de position. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront aux hommes de l'att à la lecture de la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. Fig.1 est un graphique du signal de sortie du détecteur en fonction de l'angle de détention et Fig. 2 est un schéma de principe du détecteur de position à induction comportant un détecteur de défaut de fonctionnement. Le graphique de la figure I indique eiabscisse la position angulaire d'un détecteur de position et en ordonnée le signal de sortie du détecteur. Le signal de sortie 1 correspond à un dispositif suivant l'art antérieur, dans lequel le signal est directement proportionnel à l'angle du détecteur de position. On voit que, lorsque le détecteur de position se trouve à un angle zéro, le signal de sortie du détecteur est également à la valeur zéro, comme indiqué au point la. Pour permettre une détection correcte d'un défaut de fonctionnement dans cette situation, l'angle de fonctionnement doit être limité à des angles supérieurs à + e, e étant un angle donné au-dessus et au-dessous duquel un signal de sortie du détecteur est toujours présent. Il en résulte une limitation de la plage de fonctionnement. La figure 2 est un schéma de principe de la forme préférée de réalisation de l'invention. Le détecteur de position 5 peut autre de tout type connu comportant un détecteur à induction. Il peut, par exemple, être du type à transformateur rotatif, comportant une bobine fixe et une bobine mobile qui peut tourner de façon à engendrer un potentiel alternatif proportionnel à la position angulaire de l'enroulement mobile. Le principe de fonctionnement est le suivant : on alimente l'enroulement fixe (primaire) avec un courant d'excitation qui engendre un champ magnétique. L' enroulement mobile (secondaire) comprend deux bobines reliées en série. Dans la position zéro, les potentiels induits dans les deux bobines de l'enroulement secondaire sont égaux et opposés, de-sorte qutil n'y a pas de potentiel de sortie.Lorsque ltenroulement mobile tourne par rapport à l'enroulement fixe, le couplage entre l'enroulement primaire et une des bobines de l'enroulement secondaire augmente tandis que le couplage entre l'enroulement primaire et l'autre bobine de l'enroulement secondaire diminue. Le résultat net est un potentiel de sortie proportionnel à la position angulaire de lrenroulement secondaire par rapport à ltenroulement primaire. A la position zéro, le potentiel de sortie est nul. Le potentiel de sortie augmente linéairement avec-le déplacement angulaire de l'enroulement secondaire, de part et d'autre de la position zéro. L'enroulement mobile est généralement fixé sur un objet (non reprdsenté) dont on veut indiquer la position. L'enroulement fixe est monté dans une position fixe près de l'enroulement mobile. Les conducteurs primaires 10 et il du détecteur de position 5 sont reliés à une source 4 qui peut titre de tout type usuel requis par le détecteur, par exemple une source d'excitation en courant alternatif dans le cas d'un détecteur de position à induction. Lorsque le détecteur de position est déplacé par le mouvement de l'objet auquel il est fixé, les conducteurs secondaires 12 et 13 du détecteur de position fournissent un signal de sortie qui correspond à la position du détecteur. Un détecteur de phase 6 reçoit le signal des conducteurs secondaires 12 et 13 et le transforme en un signal de position en courant continu, à ses sorties 16 et 17. Le conducteur secondaire 13 du détecteur de position 5 qui est relié au détecteur de phase 6 est également raccordé à une terre 7. Afin d'obtenir constamment un signal de niveau minimal sur le conducteur secondaire 12 du détecteur de position 5, des moyens 3 de jonction capacitive sont raccordés au conducteur primaire 10 du détecteur de position, en un point 14, et au conducteur secondaire 12 du détecteur de position, en un point 15. Une entrée d'un détecteur de seuil 9 est reliée au point 15, une deuxième entrée du détecteur de seuil étant raccordée à une terre 8. Les moyens de jonction capacitive peuvent autre de tout type usuel, par exemple un condensateur à plaques, un condensateur céramique et ils peuvent ou non comprendre une résistance reliée en série avec le condensateur. Le résultat de ces moyens 3 de jonction capacitive est d'engendrer constamment un signal de niveau minimal sur le conducteur secondaire 12, qui constitue la sortie dueétecteur de position 5. Ce signal minimal doit exister si le détecteur de position fonctionne correctement. Comme représenté sur la figure 1, le signal de sortie avec la jonction capacitive 2 a une valeur qui est toujours supérieure ou égale au signal 2a au point zéro. Cela est dt à l'effet de la jonction capacitive entre le conducteur primaire 10 et le conducteur secondaire 12 du détecteur 5, qui crée un signal minimal 2a dont l'amplitude dépend du type et de la valeur de la jonction capacitive 3.Ce niveau minimal du signal permet de contrer le conducteur secondaire 12 par le détecteur de seuil 9, Ce dernier peut être de tout type capable d'indiquer lorsqu'un signal est inférieur à un signal de référence. En fonction du type et de la valeur de la jonction capacitive, un niveau de référence est raccordé à des bornes 18 et 19 du détecteur de seuil 9. Ce niveau de référence est équivalent au signal minimal 2a et il est comparé, par le détecteur de seuil 9, à la sortie de l'enroulement secondaire que le détecteur de seuil 9 reçoit à partir du point 15. Le détecteur de seuil est ainsi capable de contrôler constamment, à toutes les positions, la sortie du détecteur de position 5.Lorsque le niveau de la sortie du conducteur secondaire 12 est inférieur au niveau de référence, le détecteur de seuil 9 indique que le détecteur de position 5 présente un défaut de fonctionnement. Contrairement aux dispositifs connus, ce contrtle intervient constamment pendant le fonctionnement du détecteur de position, y compris au point zéro ou au point situé au milieu de la plage de fonctionnement, comme représenté sur la figure 1. Indépendamment, le détecteur de phase 6 n'est pas sensible à la composante de jonction capacitive du potentiel fournie par les moyens capacitifs 3 et le signal normal de sortie 16 et 17 du détecteur de phase reste inchangé. Le dispositif suivant l'invention peut êtrehtilisé par exemple pour détecter la position d'un arbre de sortie d'un servomoteur électro-mécanique employé dans un régulateur de vitesse d' un moteur à turbine à gaz. Le servo-moteur électromécanique est actionné par une commande électronique qui détecte la vitesse et fournit un signal de correction au moteur lorsque c'est nécessaire. Le servo-moteur est accouplé mécaniquement à une tringlerie de réglage d'admission, de sorte qu'il peut agir sans interférer avec une commande manuelle. Bien que la présente invention ait été décrite avec référence à des détecteurs de position à induction, elle peut titre utilisée dans plusieurs applications industrielles dans lesquelles un contrtle de bon fonctionnement du détecteur est nécessaire. On peut utiliser une jonction capacitive ou autre. il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'indication de la position angulaire d'un objet, comportant un détecteur de défaut de fonctionnement, qui com prend : a) des moyens de détection de position fixds au dit objet, qui comportent une entrée pour le raccordement à une source d'é nergie et une sortie fournissant un signal de sortie, cor respondant à la position angulaire de l'objet ; et b) des moyens de détection de niveau reliés à cette sortie du détecteur de position, pour contrôler le signal de sortie et indiquer un défaut, lorsque le signal est inférieur à un niveau minimal ; caractérisé par c) des moyens de jonction capacitive reliant entrée du dé tecteur de position à sa sortie, de façon à ce que ces moyens de jonction engendrent, dans la sortie du détecteur, un signal de niveau minimal, les moyens de détection de niveau indiquant un défaut lorsque la sortie du détecteur est in férieure au niveau minimal. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de phase ayant une entrée re liée à ladite sortie du détecteur et une sortie qui fournit un signal correspondant, indiquant la phase de la position angu laire de l'objet. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de jonction capacitive comprennent un condensa teur comportant une première plaque reliée à l'entrée du détec teur et une deuxième plaque reliée à la sortie du détecteur. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent un détecteur de position à induction. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent un transformateur rotatif dans lequel l'entrée du détecteur est un enroulement fixe monté dans une position fixe et la sortie du détecteur est un enroulement mobile fixé à l'objet près de l'en roulement fixe, 6. Dispositif suivant l > une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de détection de niveau com prennent des moyens qui indiquent que le potentiel du signal de sortie est inférieur au niveau minimal.