Brevet FR2473724A1 — publié le 19810717

La présente invention se rapporte à un capteur de mesure traduisant une vitesse angulaire en un signal électrique de fréquence proportionnelle à cette vitesse de rotation, ce capteur étant du type alternateur homopolaire à fer tournant et inducteur à aimant permanent. On sait utiliser, notamment dans ce type d'appareil, des rotors dentés faisant périodiquement varier un entrefer donc une réluctance magnétique et par conséquent l'induction d'une bobine. Ces rotors sont en général soit des roues, soit des disques. La présente invention entend assurer, dans un capteur de mesure à vitesse angulaire, une excellente immunité aux vibrations mécaniques parasites et la possibilité de subir des accélérations angulaires très importantes. L'invention entend également réduire au maximum le poids et l'encombrement du capteur de manière à permettre son utilisation, notamment mais non exclusivement, dans les applications aéronautiques. Le capteur selon l'invention, du type alternateur homopolaire à fer tournant et inducteur à aimant permanent, se caractérise en ce qu'il comprend, d'une part, un rotor à jante dentée et, d'autre part, un ensemble statique compact renfermant, entre deux pièces dentées, l'inducteur à aimant permanent et une bobine induite, la variation de la réluctance d'entrefer provoquée par la rotation du rotor engendrant une tension alternative aux bornes de la bobine. Cette disposition relative des différentes pièces fonctionnelles du capteur procure un trajet du flux magnétique le plus court possible, ce qui permet de réduire, à la fois, le poids de fer et le volume d'aimant et d'arriver ainsi à l'objectif d'encombrement et de poids minima du capteur. La disposition originale selon l'invention répond à cet objectif en apportant, de plus, un taux de fiabilité supérieur à celui d'un système à aimant rotorique équivalent: en effet, comme les contraintes mécaniques supportées par le rotor sont plus critiques (organe mobile), celui-ci est réalisé avec un minimum d'éléments. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé dont la figure unique représente, à grande échelle pour en voir les détails, une forme de réalisation d'un capteur selon l'invention qui, par ses caractéristiques, peut être d'un encombrement et d'un poids très réduits. Dans la forme de réalisation représentée, un capteur selon l'invention, du type alternateur homopolaire à fer tournant et inducteur à aimant permanent, comprend un rotor en fer doux (1) à jante dentée (rA). Le capteur comprend également un ensemble statique compact renfermant entre deux pièces polaires (2) et (3) dentées en (2A) et (3A), liinducteur à aimant permanent (4) et la bobine induite (5). L'ensemble statique est assemblé dans une pièce tubulaire (6) avantageusement réalisée en "duralumin". La forme en jante conférée au rotor permet, d'une part, une moindre sensibilité aux vibrations mécaniques, aussi bien dans la direction axiale que dans le sens radial, grâce à la réduction de masse qu'elle engendre et, d'autre part, elle permet d'accepter des accélérations angulaires très importantes grâce à la réduction inertie qu'elle procure. La longueur utile du stator (LS) au niveau de l'entrefer est inférieure à celle du rotor (LR). - Cette caractéristique permet de s'affranchir des effets des vibrations axiales qui - n'entrainent ainsi aucune variation de réluctance du circuit magnétique, donc aucun signal électrique parasite dans la bobine (5). La bobine induite (5), est concentrique à l'axe de rotation (X-X) du capteur et chacune de ses spires embrasse la totalité du flux magnétique utile. Cette caractéristique permet de réaliser une mesure moyenne de la variation de flux sur la totalité de l'entrefer et supprime ainsi une modulation du signal due au défaut de concentricité entre rotor et stator. De plus, cette caractéristique permet de minimiser les effets des vibrations radiales au niveau au signal électrique. Le capteur selon l'invention est, suivant un exemple de réalisation, étudié pour fournir 200 impulsions par tour avec une dynamique de 100 Hz à 10 kHz (30 t/mn à 3 000 t/mn) pour une valeur efficace de signal de sortie de 0,7 Volts minimum sur une charge résistive de 3 Kohms. - I1 est bien entendu que-lå présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences dans ses éléments constitutifs sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention qui est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Capteur de mesure traduisant une vitesse angulaire en un signal électrique de fréquence proportionnelle à cette vitesse de rotation, ce capteur étant du type alternateur homopolaire à fer tournant et inducteur à aimant permanent, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un rotor à jante dentée, d'où réduction de sensibilité aux vibrations et réduction de masse et, d'autre part, un ensemble statique compact à flux magnétique court, renfermant, entre deux pièces polaires dentées, l'inducteur à aimant permanent et une bobine induite, la variation de la réluctance d'entrefer provoquée par la rotation du rotor engendrant une tension alternative aux bornes de la bobine. 2. - Capteur de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que Ensemble statique est assemblé dans une pièce tubulaire. 3. - Capteur de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la longueur utile du stator au niveau de l'entrefer est inférieure à celle du rotor. 4. - Capteur de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bobine induite est concentrique à l'axe de rotation du capteur, chacune de ses spires embrassant la totalité du flux magnétique utile. 5. - Capteur de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur fournit 200 impulsions par tour avec un dynamique de 100 Hz à 10 kHz (30 t/min à 3 000 t/mn) pour une valeur efficace de signal de sortie de 0,7 Volt minimum sur une charge résistive de 3 Kohms.