Brevet FR2456308A1 — publié le 19801205

L'invention concerne un montage d'exploitation pour capteur de déplacement inductif à anneau en courtcircuit, comportant une bobine disposée sur un noyau en fer avec une inductance variable au moyen d'un anneau en courtcircuit entourant une branche du noyau en fer et pouvant coulisser le long de cette branche suivant un déplacement de translation dont la valeur instantanée est convertie en un signal électrique analogique, notamment en une tension, à l'aide d'un amplificateur opérationnel branché en comparateur de tension, cet amplificateur produisant une oscillation rectangulaire dont la durée de période est fonction de la valeur instantanée de l'inductance de la bobine. D'apurés le document DE-OS 24 16 237, on connatt un montage d'exploitation pour un capteur de déplacement inductif à anneau en court-circuit dans lequel la bobine présentant une inductance variable en fonction du déplacement est raccordée à la sortie d'un amplificateur opérationnel branché en tant que comparateur de tension, l'autre extrémité de l'enroulement de la bobine étant reliée, d'une part à une résistance raccordée à la masse et d'autre part à l'entrée inversante de l'amplificateur opérationnel par l'intermédiaire d'un conducteur de couplage de réaction, tandis que ltentrée non-inversante est reliée à la prise d'un diviseur de tension constitué par deux résistances.Le comparateur produit une oscillation rectangulaire d'amplitude constante à une fréquence inversement proportionnelle au déplacement à mesurer et à l'inductance. La durée de période de l'oscillation rectangulaire est en conséquence proportionnelle au déplacement à mesurer. L'invention a pour but d'accroître la précision d'exploitation de l'inductance variable par comparaison avec l'inductance d'une seconde bobine. L'invention concerne à cet effet un montage du type ci-dessus caractérisé en ce qu'une bascule est branchée à la suite du comparateur, l'un de deux transistors de commutation étant spectivement raccordé à l'une des deux sorties de la bascule, l'un de ces transistors branchant alternativement dans un circuit électrique relié à ltentrée du comparateur la bobine à inductance variable, tandis que l'autre transistor branche alternativement dans ce circuit une seconde bobine servant de bobine de comparaison. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue avec coupe partielle d'un capteur de déplacement inductif que concerne l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'ensemble du montage prévu conformément à l'invention pour le circuit d'exploitation, - la figure 3 montre un schéma partiel de montage d'exploitation, - la figure 4 est une vue d'un second exemple de capteur de déplacement inductif selon l'invention, - la figure 5 montre un autre schéma de montage d'exploitation. La figure 1 représente un capteur de déplacement inductif convertissant la course de manoeuvre d'une membrane 1 en une inductance variable d'une bobine 2 disposée sur la branche médiane 3 d'un noyau en fer 4. La membrane 1 est assemblée de façon étanche à la pression avec un carter 5 dont le volume intérieur est raccordé par une tubulure 6 à la tubulure d'admission d'un moteur à combustion interne non représenté. Cette membrane a pour fonction de convertir la pression d'admission qui règne dans le volume intérieur et qui dépend de la vitesse de marche, de la position du papillon d'étranglement et de la charge du moteur, en une grandeur électrique analogique.A l'aide de cette grandeur analogique, on peut adapter aux conditions de fonctionnement rencontrées une grandeur de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple l'angle de décalage d'allumage ou la quantité de carburant injectée. Dans le carter 5 est disposé un ressort hélicoidal 7 qui s'appuie, d'une part, contre la membrane 1 et, d'autre part, contre le carter 5. Ce ressort est disposé coaxialement à une butée 8 pouvant être déplacée en direction axiale au moyen d'un filetage 9 et limitant la course de manoeuvre S du centre de lanembrane. Un support tubulaire 10 en matière isolante prévu pour un anneau en court-circuit 11 disposé sur sa face frontale est monté au centre de la membrane 1. Ce support se trouve placé autour de la branche médiane 3 et augmente l'inductance de la bobine 2 d'autant plus que la pression régnant dans la tubulure d'admission et donc dans le carter 5, s'abaisse davantage par rapport à la pression atmosphérique et d'autant plus que le centre de la membrane 1 se déplace alors dans la direction de la flèche de déplacement S. Pour que l'on puisse convertir en une oscillation rectangulaire 12 les variations de l'inductance L1 de la bobine 2 se produisant pendant les variations dues au déplacement S, on prévoit un montage d'exploitation 13 décrit de façon plus précise dans la suite. A l'aide de ce montage, on peut obtenir un signal analogique UA correspondant à la fréquence, au rapport d'impulsion ou à la durée de la période de la tension rectangulaire 12. Conformément à l'invention, le montage d'exploitation peut être oralisé selon le schéma représenté sur la figure 2. Les composants principaux de ce montage d'exploitation sont un amplificateur opérationnel O utilisé en tant que comparateur de tension, une bascule bistable FF avec deux sorties opposées Q et Q ainsi que deux transistors de commutation T1 et T2. Ces-transistors de commutation Tî et T2 servent à brancher alternativement dans le circuit de commande du comparateur de tension O la bobine 2 du capteur de déplacement inductif à inductance L1 variable représentée sur la figure 1 et une seconde bobine 15 dont l'inductance L2 peut être réglée sur une valeur fixe. A cet effet les deux bobines 2 et 15 sont reliées à un point de connexion commun 16 et sont raccordées à une résistance R reliée à un conducteur commun de courant de service 17 lui-m8me relié au pôle positif de la batterie, non représentée, du véhicule. Les bobines 2 et 15 sont en outre reliées par un conducteur 18 à l'entrée inversante 20 du comparateur de tension 0. Cette entrée 20 est raccordée, par l'intermédiaire d'une résistance de découplage 21, à la prise d'un diviseur de tension constitué par deux résistances 24 et 25. De même, l'entrée positive 22 du comparateur est reliée à cette prise par l'intermédiaire d'une résistance de découplage 23. Une résistance 26 raccordée à l'entrée positive du comparateur O est en outre reliée à la masse. A chacun des collecteurs, raccordés aux bobines 2, 15, des deux transistors T1 et 12, est reliée une diode D1, D2 raccordée à la cathode d'une diode Zener Z dont l'anode est reliée aux deux bobines et à la résistance R. Les transistors T1 et T2 fonctionnant comme des commutateurs mettent en circuit alternativement les bobines 2 et 15. La tension prélevée par l'intermédiaire de la résistance R est proportionnelle au courant passant dans la bobine qui se trouve mise en circuit. Les variations de ce courant en fonction du temps sont représentées par la courbe 27 de la figure 3. Si l'on désigne par UP la tension régnant sur le conducteur positif 17, on obtient à l'entrée négative 20 du comparateur O une tension de commande UR donnée par ltéquation dans laquelle t1/t2 désigne le rapport d'impulsion de l'oscillation rectangulaire. Si la tension de valeur de seuil réglée de façon fixe au comparateur O est franchie inférieurement, celui-ci est commuté à sa sortie sur une tension d'alimentation positive. L'état de sortie de la bascule qui suit est alors modifié et met ainsi en circuit l'autre bobine par l'interne diapre du transistor correspondant T1, T2. Tandis que dans la bobine qui n'est pas en circuit le courant est amené à zéro au moyen de la diode correspondante D1, D2 et de la diode Zener Z, la bobine active intègre le courant proportionnellement à son inductance, jusqu'à ce que la tension de valeur de seuil du comparateur soit à nouveau atteinte. Si l'on applique la tension rectangulaire représentée dans la ligne supérieure de la figure 3 à la sortie Q de la bascule FF, ce qui est représenté par la ligne 28 sur la figure 3, on obtient par transformation de l'équation mentionnée précédemment Celà signifie que la durée d'impulsion tl est proportionnelle à l'inductance L1 et que la durée de pause t2 est proportionnelle à l'inductance L2 de la bobine de comparaison 15. Le signal de sortie indiqué par UA sur la figure 2 peut aussi bien être traité par voie numérique que par voie analogique avec formation de la valeur moyenne. Pour effectuer une exploitation numérique, on peut utiliser les impulsions de commutation 29 qui apparaissent à la sortie du comparateur 0. Ces impulsions sont indiquées sur la ligne inférieure de la figure 3. La figure 4 représente un second capteur inductif à anneau en court-circuit. Ce capteur est agencé sous forme de capteur différentiel de déplacement angulaire et permet de convertir l'angle de rotation-yL d'un arbre 30, par exemple de l'arbre du papillon d'étranglement d'un moteur à combustion interne, en une grandeur électrique analogique. De façon précise, le capteur de déplacement angulaire suivant la figure 4 comporte deux segements annulaires semi-cylindriques concentriques 3 et 32, reliés par des barrettes magnétiques radiales 33 et 34. A proximité de chacune de ces barrettes est montée l'une de deux bobines 35, 36 dont les inductances sont désignées par L1 et L2. Sur l'arbre 30 est montée une console métallique 37 se terminant par un anneau en court-circuit 38 qui entoure le segment annulaire extérieur 31 et qui, lors du mouvement de rotation de l'arbre 30, fait varier les inductances L1 et L2 des deux bobines 35 et 36. Ces variations ont lieu en sens inverse, c'est-à-dire que l'inductance L1 de la bobine 35 diminue alors que l'inductance L2 de la bobine 36 augmente simultanément et inversement. Pour exploiter les deux inductances L1 et L2 variant en fonction de l'angle de pivotement CL , on peut utiliser le montage représenté sur la figure 2. Sur la figure 5, on a représenté un autre montage d'exploitation qui oscille aussi automatiquement et fournit à sa sortie A une tension de sortie UAqui correspond de façon analogique au rapport de cadence, à la fréquence et/ ou à la période. Le montage d'exploitation représenté-sur la figure 5 - où l'on a désigné par les mêmes références les composants identiques à ceux du montage suivant la figure 3 comporte, de façon précise, l'amplificateur opérationnel O utilisé comme comparateur de tension, deux amplificateur de commutation S1 et S2 pour les deux inductances L1 et L2 ainsi qu'un amplificateur de cadence V branché entre la sortie de l'amplificateur opérationnel O et l'entrée de la bascule FF. Le montage comporte encore deux amplificateurs de séparation P1 et P2 reliés aux sorties Q et Q, En principe, le montage d'exploitation selon la figure 5 fonctionne comme celui de la figure 3. Il n'est donc pas nécessaire d'en decrire le fonctionnement en détail. REVENDICATION Montage d'exploitation pour capteur de déplacement inductif à anneau en court-circuit, comportant une bobine disposée sur un noyau en fer avec une inductance variable au moyen d'un anneau en court-circuit entourant une branche du noyau en fer et pouvant coulisser le long de cette branche suivant un déplacement de translation dont la valeur instantanée est convertie en un signal électrique analogique, notamment en une tension, à l'aide d'un amplificateur opérationnel branché en comparateur de tension, cet amplificateur produisant une oscillation rectangulaire dont la durée de période est fonction de la valeur instantanée de l'inductance de la bobine, montage caractérisé en ce qu'une bascule est branchée à la suite du comparateur, l'un de deux transistors de commutation étant respectivement raccordé à l'une des deux sorties (Q, Q) de la bascule, l'un de ces transistors branchant alternativement dans un circuit électrique relié à l'entrée du comparateur la bobine à inductance variable, tandis que l'autre transistor branche alternativement dans ce circuit une seconde bobine servant de bobine de comparaison.