Brevet FR2477720A1 — publié le 19810911

La présente invention concerne un capteur ou indi- cateur de valeur limite de courant continu dont les entrées de signaux et les sorties de signaux sont séparées les unes des autres du point de vue de la conduction électri- que et dans lequel le courant continu à contrôler alimen- te un enroulement électrique (enroulement de mesure) et le flux magnétique produit, par le courant à contrôler, dans un noyau ferromagnétique couplé à l'enroulement de mesure est comparé à un flux déterminé et un signal de sortie est généré en fonction de la valeur du flux résul- tant. Il est connu de contrôler des courants continus, quant au respect de valeurs limites, en comparant le cou- rant continu à contrôler à un courant continu d'une in- tensité déterminée (courant de référence) et en déclen- chant un signal lorsque la différence entre ces deux cou- rants excède une valeur fixée à l'avance. A cet égard il est dans bien des applications nécessaire de séparer l'un de l'autre le courant à mesurer et le courant de référence du point de vue de la conduction électrique. A cette fin on peut faire passer les deux courants par deux enroule- ments séparés du point de vue de la conduction électri- que et qui sont couplés entre eux par un noyau ferroma- gnétique. Ce ne sont donc pas directement les courants continus mais les flux magnétiques produits par ces der- niers dans le noyau ferromagnétique qui sont comparés entre eux. Un instrument apte à être utilisé à cette fin est un appareil à cadre mobile dont le signal de sortie est fonction du couple ou de l'angle de rotation du cadre mobile, lequel couple ou angle de rotation est représen- tatif de la différence entre les flux magnétiques et, par suite, entre les courants correspondants à comparer. Le signal de comparaison ainsi obtenu peut être lu ou de manière connue être converti en un signal électrique apte à être traité automatiquement en tant que valeur de me- sure. Dans les-capteurs de valeur limite de courant con- tinu connus la séparation des deux courants du point de vue de la'conduction électrique ne peut être obtenue que -2- moyennant des dépenses considérables en équipement élec- tromécanique. Ainsi, par exemple, le noyau ferromagnéti- que nécessaire à la comparaison des flux des deux enrou- lements doit être fermé, par exemple au moyen d'une culas- se en fer feuilleté, de façon à obtenir un circuit magné- tique. Des dépenses additionnelles sont nécessaires si, comme c'est habituellement le cas, l'isolation entre l'entrée et la sortie du capteur de valeur limite doit présenter une rigidité diélectrique élevée; la rigidité diélectrique est généralement contrôlée par l'application d'une tension d'essai de 2,5 kV ou plus. Or, la présente invention a pour but de créer un capteur ou indicateur de valeur limite de courant continu dont les entrées de signaux et les sorties de signaux sont séparées les unes des autres du point de vue de la conduction électrique et qui, tout en étant d'une construction simple et compacte, présente entre l'entrée et la sortie de signaux une rigidité diélectrique élevée, sans que cela nécessite des mesures particulières, et délivre un signal de sortie numérique directement utili- sable. Ce but est atteint suivant l'invention par un cap- teur de valeur limite de courant continu du genre décrit plus haut mais dans lequel le noyau est un élément magné- tique bistable auquel est couplé par voie magnétique, en tant qu'enroulement électrique additionnel, un enroule- ment détecteur. En tant qu'éléments magnétiques bistables, égale- ment appelés noyaux de commutation magnétiques bistables, il convient d'utiliser notamment des fils du type dit Wiegand dont la constitution et la fabrication sont dé- crites dans la Demande de Brevet allemand publiée no 2 143 326. Des fils Wiegand sont, quant à leur composi- tion, des fils ferromagnétiques homogènes (par exemple en un alliage de fer et de nickel, de préférence 48 % de fer et 52 % de nickel, ou en un alliage de fer et de co- balt, ou en un alliage de fer avec du cobalt et du nickel, ou encore en un alliage de cobalt avec du fer et du va- -3- nadium, de préférence 52 % de cobalt, 38 % de fer et % de vanadium), qui par suite d'un traitement mécani- que et thermique spécial possèdent un noyau magnétique doux et une enveloppe magnétique dure, c'est-à-dire que l'enveloppe présente une force coercitive supérieure à celle du noyau. Des fils Wiegand présentent typiquement une longueur de 5 à 50 mm, de préférence de 20 à 30 mm. Si un fil Wiegand, dans lequel le sens d'aimantation du noyau magnétique doux correspond au sens d'aimantation de l'enveloppe magnétique dure, est placé dans un champ magnétique extérieur dont la direction correspond à la direction de l'axe du fil mais dont le sens est opposé au sens d'aimantation du fil Wiegand, alors le sens d'aimantation du noyau doux du fil Wiegand se trouve in- versé en cas de dépassement d'une intensité de champ d'environ 16 A/cm. Cette inversion est également appelée remise à l'état initial. En cas d'une nouvelle inversion du sens du champ magnétique extérieur le sens d'aimanta- tion du noyau s'inverse à nouveau dès que l'intensité du champ magnétique extérieur excède une valeur critique, de sorte que le noyau et l'enveloppe se trouvent de nou- veau aimantés parallèlement. Cette inversion du sens d'aimantation s'effectue très rapidement et s'accompa- gne d'une forte variation correspondante du flux magné- tique par unité de temps (effet Wiegand). Cette varia- tion du flux magnétique peut induire dans une bobine d'induction une impulsion de tension (impulsion Wiegand) courte et très forte (pouvant en fonction du nombre de spires et de la résistance de charge de la bobine d'in- duction atteindre jusqu'à environ 12 volts). Lors de la remise du noyau à son état initial une impulsion est également produite dans une bobine d'in- duction mais cette impulsion présente, par rapport au cas du passage du sens d'aimantation antiparallèle à celui parallèle, une amplitude sensiblement plus faible et de signe contraire. Si l'on choisit comme champ magnétique extérieur un champ alternatif, capable d'inverser d'abord l'aiman- -4 - tation du noyau et ensuite celle de l'enveloppe et de les amener chacun à l'état de saturation magnétique, alors il se produit, par suite du changement du sens d'aimantation du noyau magnétique doux, des impulsions Wiegand présentant alternativement une polarité positi- ve et une polarité négative et on peut alors parler d'une excitation symétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut des intensités de champ d'environ - (80 à 120 A/cm) à + (80 à 120 A/cm). L'inversion de l'aimantation de l'enveloppe se produit également brusquement et con- duit aussi à une impulsion dans la bobine d'induction, mais cette impulsion est beaucoup plus faible que celle induite lors de l'inversion de l'aimantation du noyau et n'est pas exploitée dans la plupart des cas. Si l'on choisit, par contre, comme champ magnéti- que extérieur un champ capable d'inverser seulement le sens d'aimantation du noyau doux et non pas celui de l'enveloppe dure, alors les fortes impulsions Wiegand ne se produisent qu'avec une même polarité et on peut alors parler d'une excitation asymétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut dans un sens une intensité de champ d'au moins 16 A/cm (pour ramener le fil Wiegand à l'état initial) et dans le sens inverse une intensité de champ d'environ 80 à 120 A/cm. Il est caractéristique de l'effet Wiegand que les impulsions produites par cet effet sont, quant à leurs amplitude et largeur, dans une large mesure indépendan- tes de la vitesse de variation du champ magnétique exté- rieur et présentent un rapport signal/bruit élevé. Dans le cadre de l'invention peuvent également être utilisés des éléments magnétiques bistables conçus différemment, à condition que ceux-ci comportent deux régions couplées magnétiquement entre elles et présen- tant l'une par rapport à l'autre une dureté magnétique (force coercitive) différente et puissent, de manière analogue à des fils Wiegand, servir à la génération d'impulsions par inversion rapide, induite, de l'aiman- tation de la région magnétique douce. Ainsi il est dé- crit par exemple dans le Brevet allemand no 2 514 131 un noyau de commutation magnétique bistable présenté sous la forme d'un fil qui est constitué d'un noyau ma- gnétique dur (par exemple en nickel-cobalt), d'une cou- che intermédiaire conductrice de l'électricité (par exem- ple en cuivre) déposée sur lé noyau et d'une couche ma- gnétique douce (par exemple en nickel-fer) déposée sur la couche intermédiaire. Une autre variante comporte en outre un noyau formé d'un conducteur intérieur dépourvu de perméance (par exemple en bérylliumcuivre) sur lequel est alors déposée la couche magnétique dure sur laquelle est ensuite déposée la couche intermédiaire qui est en- fin recouverte de la couche magnétique douce. Ce noyau de commutation magnétique bistable connu génère toute- fois des impulsions de commutation plus faibles que cel- les générées par un fil Wiegand. On peut faire fonctionner le capteur de valeur li- mite de courant continu suivant l'invention, entre au- tres, dans des conditions d'excitation asymétrique de l'élément magnétique bistable. A l'état normal l'élément magnétique bistable doit alors être aimanté antiparal- lèlement, c'est-à-dire que le sens d'aimantation de la région magnétique dure est opposé à celui de la région magnétique douce. Si à présent le courant continu à contrôler excède une valeur limite supérieure déterminée ou tombe au-dessous d'une valeur limite inférieure dé- terminée, alors le champ magnétique résultant atteint, au niveau de l'élément magnétique bistable, dans le sens opposé au sens d'aimantation momentané de la région ma- gnétique douce, une valeur suffisante pour inverser le sens d'aimantation de la région magnétique douce de l'élément magnétique bistable de façon à obtenir l'ori- entation parallèle. Cette inversion du sens d'aimanta- tion se produit brusquement pour une intensité de champ déterminée, qui dépend des propriétés de l'élément ma- gnétique bistable, et conduit à la génération d'une forte impulsion de tension dans l'enroulement détecteur. Cette impulsion de tension peut être utilisée de multi- - 6 - 2477720 ples façons, à savoir par exemple pour arrêter l'appareil dans lequel le capteur de valeur limite de courant conti- nu est incorporé. Lorsque, après vérification de l'appa- reil, celui-ci est à nouveau mis en marche et que le cou- rant continu à contr8ler se situe à nouveau à l'intérieur de son intervalle nominal, le champ magnétique résultant est dirigé en sens inverse de celui dans lequel il était dirigé lors du déclenchement de l'impulsion caractéristi- que, de sorte qu'il est capable de ramener la région ma- gnétique douce de l'élément magnétique bistable à nouveau, par voie magnétique, à l'état o les aimantations des régions magnétiques douce et dure sont opposées. Dans le cas de fils Wiegand cela nécessite une intensité de champ d'environ - 16 A/cm. Alors qu'un capteur de valeur limite qui ne déli- vre qu'une seule impulsion, lorsque la valeur limite dé- terminée est dépassée, ne peut être utilisé que pour arrêter l'appareil concerné ou prendre des mesures de sécurité analogues, il est prévu suivant une variante de l'invention de superposer au flux de référence déterminé, qui représente la valeur nominale de courant continu, une composante de flux variant périodiquement dans le temps, de sorte que le flux résultant obtenu en définiti- ve varie, lui aussi, périodiquement dans le temps. Ceci a pour avantage qu'en cas de dépassement de la valeur li- mite déterminée l'élément magnétique bistable est excité périodiquement de façon asymétrique, c'est-à-dire qu'après dépassement de la valeur limite déterminée l'intensité du champ magnétique résultant oscille, au niveau de l'élé- ment magnétique bistable, entre deux valeurs de signes contraires dont l'une est suffisamment élevée pour pou- voir ramener l'élément magnétique bistable par voie ma- gnétique à son état antérieur et dont l'autre valeur est suffisamment élevée pour pouvoir, inversement, faire passer l'élément magnétique bistable à l'état d'aimanta- tion parallèle de ses deux régions, l'impulsion caracté- ristique correspondante étant chaque fois générée dans l'enroulement détecteur. -7- Après franchissement de la valeur limite on obtient donc à la sortie du capteur, en tant que signal de sor- tie, un train d'impulsions périodiques qui, en fonction du choix des champs magnétiques venant se superposer, se produit soit aussi longtemps que le courant continu à contrôler se situe dans le domaine des valeurs admissibles, soit lorsqu'il se situe dans le domaine des valeurs inad- missibles. La présence ou l'absence du train d'impulsions indique donc de quel côté de la valeur limite se situe le courant continu à contrôler. Les mesures qui doivent être prises pour obtenir que les champs magnétiques, c'est-à-dire leurs flux, soient tels que l'élément magnétique bistable se trouve excité, de façon à produire des impulsions, soit d'un - côté de la valeur limite, soit de l'autre côté de la va- leur limite sont universellement connues de ceux spécia- lisés dans ce domaine. Le flux de référence fixé à l'avance peut, de mê- me que le flux variant périodiquement qui permet l'exci- tation périodique de l'élément magnétique bistable, être produit en principe par des aimants permanents, le flux de référence étant produit par exemple par un barreau aimanté monté à côté de l'élément magnétique bistable et le flux variable pouvant être produit par exemple par un aimant disposé à côté de l'élément magnétique bistable et tournant à une vitesse déterminée. De préférence, tant le flux de référence que le flux variant périodique- ment sont cependant produits, soit par deux enroulements séparés dont l'un (l'enroulement de référence) est par- couru par le courant de référence et l'autre (l'enroule- ment de remise à l'état antérieur) par un courant alter- natif ou un courant continu pulsatoire, soit par un en- roulement commun qui est parcouru par un courant continu pulsatoire ou un courant alternatif et qui remplit aussi bien la fonction de l'enroulement de référence que celle de l'enroulement de remise à l'état antérieur. En cas d'excitation asymétrique de fils Wiegand l'amplitude de variation du champ magnétique alternatif fixé à l'avance doit, au niveau du fil Wiegand, être su- périeure à environ 100 à 140 A/cm et en cas d'excitation symétrique de fils Wiegand elle doit être supérieure à environ 160 à 240 A/cm. Dans ce dernier cas il existe la possibilité de fixer deux valeurs limites dont la première constitue le seuil de transition de l'absence d'excita- tion à l'excitation asymétrique et la seconde constitue le seuil de transition de l'excitation asymétrique à l'excitation symétrique de l'élément magnétique bistable. Les signaux de sortie correspondants du capteur de valeur limite de courant continu se présentent de la manière suivante a) absence d'impulsions dans l'enroulement détec- teur, b) train d'impulsions unipolaires dans l'enroule- ment détecteur, c) train d'impulsions de polarités alternées dans l'enroulement détecteur. Le domaine de l'excitation asymétrique peut être utilisé par exemple pour produire un signal d'avertis- sement préalable déterminé qui indique que le courant continu à contrôler s'est approché de sa valeur limite (qui dans ce cas est définie par le seuil de transition à l'excitation symétrique). Dans le cadre de l'invention il est également prévu un capteur de valeurs limites de courant continu plus complexe qui, remplissant les fonctions de deux capteurs de valeur limite séparés, produit un signal de sortie caractéristique tant en cas de franchissement d'une valeur limite inférieure qu'en cas de franchisse- ment d'une valeur limite supérieure du courant continu à contrôler. A cet égard il existe différentes possibi- lités en ce qui concerne la construction et le mode de fonctionnement de ce capteur de valeurs limites. Dans une première variante de celui-ci les deux éléments ma- gnétiques bistables sont montés de telle façon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées en sens con- traire l'une par rapport à l'autre. Les champs magnéti- ques créés agissent sur les deux éléments magnétiques bistables en sens opposé puisque leurs régions magnéti- ques dures sont polarisées en sens inverse l'une par rap- port à l'autre. Par conséquent, si les deux éléments ma- gnétiques bistables sont influencés par un champ magné- tique alternatif présentant une amplitude de variation suffisante et qui se superpose au champ du courant conti- nu à contrôler, alors le champ magnétique résultant ainsi obtenu atteindra, en cas de variation du courant continu contrôlé dans un sens, une valeur permettant à l'un des éléments magnétiques bistables d'être excité asymétri- quement, alors qu'en cas de variation du courant continu dans l'autre sens le champ magnétique résultant attein- dra à un moment donné une valeur permettant l'excitation asymétrique de l'autre élément magnétique bistable. Dans ces conditions un train d'impulsions est chaque fois in- duit dans l'enroulement détecteur commun mais les impul- sions pour les deux valeurs limites présentent des si- gnes différents de sorte qu'un circuit d'évaluation d'im- pulsions, prévu à la sortie du capteur de valeurs limi- tes, peut déterminer quelle est parmi les deux valeurs limites celle qui a été franchie. Dans le cas d'enroule- ments détecteurs séparés les impulsions n'apparaissent chaque fois que dans l'enroulement détecteur correspon- dant à l'élément magnétique bistable ayant subi une in- version d'aimantation. Si l'on n'utilise qu'un enroulement de remise à l'état antérieur commun pour établir le champ magnétique alternatif et que l'on n'utilise également qu'un enrou- lement de référence commun pour transformer un courant de référence en un champ de référence, alors le choix de la position des deux valeurs limites est naturellement limité. C'est pourquoi il est préférable, soit d'associer à chaque élément magnétique bistable son propre enroule- ment de référence, ces enroulements de référence étant alimentés avec des courants continus différents servant de courants de référence alors que l'enroulement de re- mise à l'état antérieur commun et donc unique est ali- - 10 - menté avec un courant alternatif ou un courant continu pulsatoire, soit d'associer à chaque élément magnétique bistable son propre enroulement de remise à l'état anté- rieur, ces enroulements de remise à l'état antérieur étant alimentés avec des courants continus pulsatoires différents alors que l'enroulement de référence commun et donc unique est alimenté avec le courant de référence. On est alors en mesure, pour des nombres de spires donnés des enroulements, de sélectionner la valeur et l'écart entre les deux valeurs limites librement par un choix approprié des courants de référence et des courants al- ternatifs ou des courants continus pulsatoires. On peut cependant renoncer à prévoir un enroule- ment de référence commun ou un enroulement de remise à l'état antérieur commun pour la composante de champ al- ternatif et utiliser à sa place deux enroulements asso- ciés respectivement aux éléments magnétiques bistables et qui sont chacun alimentés tant avec un courant de ré- férence qu'avec une composante de courant alternatif et servent ainsi d'enroulement de référence et en même temps d'enroulement de remise à l'état antérieur. Si, par contre, les deux éléments magnétiques bistables sont montés de telle manière que leurs régions magnétiques dures agissent dans le même sens, alors ils sont influencés dans le même sens par le champ de l'en- roulement de mesure et d'un autre enroulement commun éventuellement présent. Afin que néanmoins au niveau d'une valeur limite supérieure pour l'un des éléments magnétiques bistables et au niveau d'une valeur limite inférieure pour l'autre élément magnétique bistable le seuil de l'excitation asymétrique puisse être franchi, l'un des éléments magnétiques bistables doit dans ce cas en outre être soumis à un champ magnétique continu qui est opposé au champ magnétique continu auquel l'autre élément magnétique bistable est en outre soumis à des fins de fixation de valeur limite. Ceci peut se faire, d'une part, en associant à chacun des deux éléments ma- gnétiques bistables un enroulement de référence séparé - 11 - qui est alimenté avec un courant de référence tel que les champs ainsi créés au niveau de l'élément magnétique bistable soient opposés, alors qu'un enroulement commun est alimenté avec un courant alternatif ou un courant continu pulsatoire. A cet égard, le sens des champs ma- gnétiques ainsi créés peut être fixé tant par le choix du signe du courant de référence que par le choix du sens d'enroulement (enroulement à droite ou à gauche). On peut cependant également renoncer à prévoir l'enroulement de remise à l'état antérieur commun et su- perposer à chacun des deux courants continus, qui alimen- tent les deux enroulements de référence associés respec- tivement aux éléments magnétiques bistables, sa propre composante de courant alternatif. Si ces composantes de courant alternatif présentent une même fréquence, il faut prévoir pour chaque élément magnétique bistable un en- * roulement détecteur séparé afin de pouvoir reconnaître celui des deux éléments magnétiques bistables qui produit les impulsions. Si, par contre, les- composantes de cou- rant alternatif présentent des fréquences différentes, alors les fréquences des impulsions permettent de recon- naître l'élément magnétique bistable d'o les impulsions proviennent et l'on n'a donc pas absolument besoin de deux enroulementsdétecteurs. Afin d'obtenir un couplage magnétique aussi effi- cace que possible qui évite dans une large mesure des pertes par dispersion, les différents enroulements en- tourent les éléments magnétiques bistables de préférence directement. En vue de l'obtention de signaux particu- lièrement prononcés et exempts de perturbations il est particulièrement recommandable d'utiliser comme éléments magnétiques bistables des fils Wiegand. L'invention permet d'une façon simple et économi- que de réaliser un capteur de valeur limite de courant continu, fiable et compact, dont les entrées et les sor- ties sont séparées les unes des autres du point de vue de la conduction électrique et dont l'isolation présente une rigidité diélectrique particulièrement élevée. Le - 12 - signal de sortie du capteur est numérique et est consti- tué par des impulsions de largeur et d'amplitude cons- tantes qui sont directement exploitables. Un autre avantage de l'invention réside en ce qu' au voisinage de la valeur limite peut en outre être ob- tenu un signal de sortie analogique et ce, au moyen d'un détecteur de phase. Ceci tient au fait que la position de phase des impulsions produites, par rapport à la phase de la composante de courant alternatif utilisée dépend, comme expliqué plus loin, de l'intensité de la composan- te de courant continu résultante. Ci-dessous sont décrits des exemples de réalisa- tion de l'invention illustrés schématiquement aux dessins annexés dans lesquels: - 1a figure 1 représente un montage comportant un fil Wiegand; 1a figure 2 montre, sous forme de graphique, un champ magnétique produit dans le montage de la figure 1 à l'état d'absence d'excitation; - la figure 3 montre, sous forme de graphique, un champ magnétique produit dans le montage de la figure 1 en cas d'excitation asymétrique; et - La figure 4 représente un montage permettant de contrôler deux valeurs limites de courant continu. La figure 1 montre un fil Wiegand 1 qui porte quatre enroulements 2 à 5. Le courant à contrôler Ix alimente un enroulement de mesure 4 et produit dans le fil Wiegand 1 le champ magnétique d'intensité H x. Le courant de référence Is, auquel il s'agit de comparer le courant à contrôler, alimente un enroulement de ré- férence 3 et créé dans le fil Wiegand 1 un champ magné- tique d'intensité H s. A ces deux champs magnétiques con- tinus est superposé un champ magnétique pulsatoire en amenant à un enroulement 1, destiné à ramener le fil Wiegand à son état initial, un courant continu pulsatoi- re, c'est-à-dire par exemple un courant alternatif si- nusoldal I1 redressé par voie de redressement à double alternance et qui conduit à un champ magnétique pulsa- - 13 - toire H1 dont l'évolution dans le temps est représentée à la figure 2. Enfin, le capteur comporte encore un enroulement détecteur 5 monté sur le fil Wiegand 1 et-dans lequel sont induites les impulsions Wiegand. Si Hx = H., c'est-à-dire que le champ magnétique résultant créé par les courants Ix et Is est exactement nul: Hxw = H - Hs =, alors le champ magnétique résul- tant obtenu au total H Hw +H1 présente l'allure représentée sur la figure 2. Dans l'enroulement détecteur S il n'est pas produit d'impul- sions puisque le champ magnétique résultant H ne présen- te pas de passage par zéro de sorte que le processus ma- gnétique de remise à l'état initial, nécessaire à une excitation asymétrique du fil Wiegand 1, ne peut avoir lieu. Cette remise à l'état initial ne peut en effet avoir lieu qu'à partir de l'instant o Hxw pour ramener le fil Wiegand 1 à son état initial. Si cet- te intensité de champ est atteinte, alors le champ ré- sultant présente l'allure illustrée sur la figure 3 et une impulsion. Wiegand 6 est produite dans l'enroulement détecteur au cours de chaque période du courant continu pulsatoire I.l La valeur de seuil que lecourant Ix ne doit pas dépasser est donc déterminée, dans l'exemple représenté, par la somme du champ de référence Hs (Is) et du champ de remise à l'état initial de - 16 A/cm. Dans l'exemple illustré sur la figure 4 deux fils Wiegand 1 et 1' s'étendent parallèlement l'un à l'autre mais ne se chevauchent que partiellement en direction longitudinale. Les régions magnétiques dures (enveloppes) des fils Wiegand sont aimantées antiparallèlement l'un par rapport à l'autre. Le courant continu, qui sert de courant de réfé- rence Is (valeur nominale), alimente un enroulement de - 14 - référence 3, et le courant à contrôler d'intensité I (valeur effective) alimente un enroulement de mesure 4. L'enroulement de mesure 4 et l'enroulement de référence 3 sont tous deux disposés de façon à être traversés par les deux fils Wiegand 1 et i' sur toute la longueur des en- roulements. A leurs extrémités ne se chevauchant pas, les deux fils Wiegand 1 et 1' comportent chacun un en- roulement 7; 8 alimenté respectivement avec un courant continu pulsatoire I il; Il., afin de produire des com- posantes de champ magnétique pulsatoires opposées, ainsi qu'un enroulement détecteur 9; 10 dans lesquels les im- pulsions Wiegand sont produites. Chacun des deux fils Wiegand 1 et 1' peut en soi, avec les quatre enroulements 3, 4, 7 et 9; 3, 4, 8 et 10 qui leur sont respectivement associés être considéré comme étant identique au fil Wiegand 1 de la figure 1 avec ses quatre enroulements 2 à 5. Par conséquent, l'un des deux fils Wiegand 1, 1' peut être excité asymétriquement en cas de différence H positive des intensités de champ magnétique H et H xw x -s et l'autre fil Wiegand peut être excité asymétriquement en cas de différence Hxw négative, de sorte qu'un train d'impulsions Wiegand est induit dans l'enroulement dé- tecteur 9 lorsque l'une des valeurs limites est atteinte et un train d'impulsions Wiegand est induit dans l'en- roulement détecteur 10 lorsque l'autre valeur limite est atteinte. Dans les deux exemples de réalisation l'excita- tion asymétrique des fils Wiegand n'est possible qu'à condition que le champ magnétique pulsatoire H1 présente une amplitude de variation d'au moins 100 à 140 A/cm afin d'obtenir, d'une part, l'intensité dé champ 16A/cm nécessaire à la remise à l'état antérieur et, d'autre part, l'intensité de champ de l'ordre de + 80 à 120 A/cm nécessaire à la saturation du fil Wiegand dans l'autre sens. Outre le signal de sortie numérique du capteur de valeurs limites, la position de phase des impulsions - 15 - Wiegand par rapport aux courants continus pulsatoires I.1, Iil, I12 peut encore 8tre exploitée, en tant que signal de sortie analogique, et ce au voisinage de la valeur limite, c'est-à-dire lorsque l'excitation asymétrique commence à se produire. Ceci est expliqué ci-dessous à l'aide des figures 2 et 3. Le champ magnétique H1 lié au courant pulsatoire I1 est constitué par des demi-ondes sinusoïdales positives qui dans l'intervalle de phase de Y = 0 à v = w satisfont à l'équation: (I) H1 = 1. sin wt o t est le temps, w la fréquence angulaire, ou pulsa- tion, et H1 l'amplitude du champ magnétique H1. Une impulsion Wiegand 6 ne peut être produite que lorsqu'au champ magnétique pulsatoire H1 est superposé un champ magnétique continu Hxw sions Wiegand 6 se produisent alors cependant, pour des raisons relatives à la matière constitutive des fils Wiegand, non pas au niveau du passage par zéro de l'in- tensité du champ résultant H = H1 + Hxw, mais aux envi- rons d'une valeur H = + 10 A/cm, de sorte que la posi- tion de phase: (II) fM = wM t satisfait à la relation (III) H1 (M) = 10 A/cm = H1. sin M + Hxw ou 10 A/cm - Hxw (IV) sin =M xw N1 pour Hxw Etant donné que Hxw sont supposées être des va- leurs négatives, on peut également introduire dans l'é- quation (IV) la valeur absolue IHxwl, de sorte que (IV) devient: 10 A/cm + IHxw. (V) sin M = / -N1 Cette relation peut 8tre utilisée pour déterminer - 16 - 2477720 jusqu'à quel point une valeur limite est dépassée. Si les champs magnétiques sont cependant choisis de telle façon que dans l'intervalle des intensités de courant admissibles soit produit un train d'impulsions qui se trouve interrompu lors du franchissement de la valeur limite, alors il est possible de déterminer à partir de la position de phase des impulsions, au moyen d'un détec- teur de phase, quel est l'écart existant encore entre l'intensité de courant momentanée I et la valeur limite x S. 0 0 0 0 0-O - O 0 - 17 - REVEND I CATI ONS 1. - Capteur de valeurs limites de courant continu dont les entrées de signaux et les sorties de signaux sont séparées les unes des autres du point de vue de la conduc- tion électrique et dans lequel le courant continu à con- trôler alimente un enroulement électrique (enroulement de mesure) et le flux magnétique produit, par le courant à contrôler, dans un noyau ferromagnétique couplé à l'en- roulement de mesure est comparé à un flux déterminé et un signal de sortie est généré en fonction de la valeur du flux résultant, caractérisé en ce que le noyau est un élé- ment magnétique bistable (1, 1') auquel est couplé par voie magnétique, en tant qu'enroulement électrique addi- tionnel, un enroulement détecteur (5, 9, 10). 2. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ai- mant permanent ou un ensemble d'aimants permanents est prévu pour produire le flux déterminé. 3. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour produire le flux déterminé il est prévu un troisième en- roulement servant d'enroulement de référence (3) et des- tiné à être relié à une source de courant continu fournis- sant un courant continu d'intensité déterminée (courant de référence). 4. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au flux déterminé est superposée une composante de flux variant périodiquement dans le temps et dont l'amplitude de va- riation est suffisante pour permettre au moins l'excita- tion asymétrique de l'élément magnétique bistable (1, 1'). 5. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'au flux déterminé est superposée une composante de flux variant périodiquement dans le temps et dont l'amplitude de va- riation est suffisante pour permettre également l'exci- tation symétrique de l'élément magnétique bistable (1, 1'). 6. - Capteur de valeurs limites de courant continu - 18 - suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour produire une composante de flux variant périodique- ment dans le temps, il est prévu à côté de l'élément ma- gnétique bistable un aimant permanent tournant à une vi- tesse déterminée. 7. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour produire la composante de flux variant périodique- ment dans le temps et se superposant au flux déterminé, l'enroulement de référence (3) est parcouru par un cou- rant alternatif ou un courant continu pulsatoire. 8. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour produire la composante de flux variant périodique- ment dans le temps et se superposant au flux déterminé, il est couplé à l'élément magnétique bistable (1) un qua- trième enroulement séparé servant d'enroulement (2, 7, 8) pour la remise à l'état antérieur et qui est parcouru par un courant alternatif ou un courant continu pulsatoire. 9. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il *est prévu deux éléments magnétiques bistables (1, 1') qui sont couplés tous deux à l'enroulement de mesure (4) ain- si que soit tous deux à l'enroulement de référence (3) et chacun individuellement à un enroulement (7, 8) pour la remise à l'état antérieur, soit chacun individuellement à un enroulement de référence et tous deux à l'enroule- ment de remise à l'état antérieur et, en outre, soit à un enroulement détecteur commun,,soit chacun à son propre enroulement détecteur (9, 10) et en ce que les deux élé- ments magnétiques bistables (1, 1') sont disposés de fa- çon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées en sens opposé. 10. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments magnétiques bistables (1, 1') qui sont couplés tous deux à l'enroulement de mesure (4) ainsi qu'à l'enroulement de référence (3) et à l'enroule- - 19 - ment unique pour la remise à l'état antérieur et, en outre, soit à un enroulement détecteur commun, soit chacun à son enroulement détecteur propre (9, 10) et en ce que les deux éléments magnétiques bistables (1, 1') sont disposés de façon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées en sens opposé. 11. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments magnétiques bistables (1, 1') qui sont couplés tous deux à l'enroulement de mesure (4) et, en outre, chacun individuellement à un enroulement addition- nel destiné à être alimenté avec des courants continus pulsatoires et servant tant d'enroulement de référence que d'enroulement pour la remise à l'état antérieur, ainsi que soit à un enroulement détecteur commun, soit chacun à son propre enroulement détecteur (9, 10), et en ce que les deux éléments magnétiques bistables (1, 1') sont dis- posés de façon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées en sens opposé. 12. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, carac- téÄrisé en ce que les deux éléments magnétiques bistables (1, 1') sont couplés à un enroulement détecteur commun. 13. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments magnétiques bistables qui sont couplés tous deux à l'enroulement de mesure et à l'enroulement de remise à l'état antérieur, ainsi que chacun individuelle- ment à un enroulement de référence, polarisé de telle manière que les champs magnétiques créés par les enroule- ments de référence soient opposés l'un à l'autre au ni- veau des éléments magnétiques bistables, et en outre soit à un enroulement détecteur commun soit chacun individuel- lement à son propre enroulement détecteur, et en ce que les deux éléments magnétiques bistables sont disposés de façon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées dans un même sens. 14. - Capteur de valeurs limites de courant continu - 20 - suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments magnétiques bistables qui sont cou- plés tous deux à l'enroulement de mesure, ainsi que cha- cun individuellement à un enroulement additionnel desti- né à être alimenté par des courants continus pulsatoires et servant tant d'enroulement de référence que d'enrou- lement de remise à l'état antérieur, les deux enroulements en question étant polarisés de façon que les champs magne- tiques créés par eux soient opposés l'un à l'autre au niveau des éléments magnétiques bistables, et en outre, à un enroulement détecteur commun, soit chacun à son pro- pre enroulement détecteur, et en ce que les deux éléments magnétiques bistables sont disposés de façon que leurs régions magnétiques dures soient aimantées dans un même sens. 15. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant la revendication 14, caractérisé en ce que les courants continus pulsatoires alimentant les deux enrou- lements servant d'enroulements de référence et en même temps d'enroulements de remise à l'état antérieur présen- tent des fréquences différentes. 16. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, ca- ractérisé en ce que les différents enroulements (2 à 5, 7 à 10) entourent les éléments magnétiques bistables cor- respondants (1, 1'). 17. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, ca- ractérisé en ce que les éléments magnétiques bistables (1, 1') sont des fils Wiegand. 18. - Capteur de valeurs limites de courant continu suivant l'une quelconque des revendications 4 à 17, ca- ractérisé en ce que les enroulements détecteurs(5, 9, 10) d'une part, et les enroulements (2, 7, 8) destinés à la remise à l'état antérieur et parcourus par une composan- te de courant alternatif, d'autre part, sont reliés à un détecteur de phase. Andrê NETTER -Côa1 en Brevets d'Invenfon;