Brevet FR2475738A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne un détecteur de rotation notamment pour un magnétoscope, de façon à détecter la vitesse de rotation et la phase de rotation d'un organe rotatif. L'invention concerne en particulier un générateur d'impulsions d'un magnétoscope à bande. Un magnétoscope à bande à balayage hélicoïdal des- tiné à enregistrer et/ou à reproduire des signaux vidéo à l'aide d'une tête rotative, comporte un circuit d'asservisse- ment du tambour pour régler la vitesse de rotation ainsi que la phase de rotation du tambour rotatif portant la tête; le magnétoscope comporte un détecteur de rotation encore appelé générateur d'impulsions qui détecte la vitesse de rotation ainsi que la phase de rotation du tambour rotatif. On connaît deux types de générateurs d'impulsions qui comportent tous deux trois ensembles de noyaux de fer sur lesquels sont enroulées des bobines; les générateurs sont prévus sur un organe rotatif au niveau de deux périphéries intérieures et de deux périphériques extérieures, coaxiales à l'axe de rotation de l'organe rotatif. Ces types de générateurs d'impulsions comportent un transformateur rotatif à l'intérieur de la périphérie intérieure pour fournir les signaux d'enregis- trement à une tête munie d'un tambour rotatif et pour recevoir les signaux lus par la tête. De ce fait, il est difficile de mettre tous les noyaux de fer munis de leurs bobines ainsi que le transformateur rotatif dans l'espace limité qui existe sur le tambour rotatif. De tels générateurs d'impulsions, connus, ont également l'inconvénient que la partie du flux magnétique d'un aimant placé à la périphérie extérieure ou intérieure soit également reçue par une culasse ou une bobine placée en regard de l'aimant intérieur ou extérieur, opposé, ce qui diminue le rapport signal/bruit (S/N) pour le signal impulsion- nel de sortie. On peut éviter ou régler cet inconvénient en augmentant la distance entre la périphérie intérieure et exté- rieure, coaxiale, à l'endroit o se trouvent l'aimant et la culasse ou la bobine. Toutefois l'augmentation de la distance entraîne comme autre inconvénient d'augmenter les dimensions du détecteur ou du tambour rotatif. C'est pourquoi, la présente invention a pour but de créer un détecteur de rotation permettant de disposer de façon bien définie les pièces sur le tambour rotatif, de façon à aboutir à un détecteur de rotation de petites dimensions et compact. A cet effet, l'invention concerne un détecteur de rotation comportant un organe de rotation comprenant au moins un aimant et plusieurs culasses, l'aimant et les culasses étant prévus sur une périphérie identique, coaxiale à l'axe de rota- tion de l'organe rotatif ainsi qu'un moyen fixe comportant au moins un noyau de fer portant un enroulement et plusieurs noyaux de fer portant chacun un enroulement ainsi qu'un aimant, tous les noyaux de fer étant répartis à une distance prédéter- minée l'un de l'autre pour être en regard de l'aimant et des culasse lors de la rotation du moyen de rotation. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté du principe d'un premier type de générateur d'impulsions connu. - la figure 2 est une vue en plan d'un détecteur de rotation d'un premier type de générateur d'impulsions connu. - les figures 3A, 3B et 3C sont des schémas repré- sentant les signaux de sortie d'un générateur d'impulsions. - la figure 4 est une vue en perspective montrant le principe d'un second et ainsi que d'un noyau à ce générateur. type de générateur d'impulsions connu de fer muni d'un enroulement applicable - la figure 5 est une vue en plan d'un détecteur de rotation du second type de générateur d'impulsions connu. - la figure 6 est une vue en plan schématique d'ui détecteur de rotation selon l'invention. - la figure 7 est une vue en perspective d'une plaque de surface inférieure applicable en particulier à un détecteur de rotation selon l'invention. - la figure 8 est une vue en perspective d'un pro- cédé de fabrication de l'élément de plaque de fond. - les figures 9A, 9B et 9C sont diverses coupes partielles des phases de fabrication de l'élément de plaque de fond de la figure 7. DESCRIPTION DETAILLE DE DIVERS MODES DE REALISATION PREFEREN- TIELS: On décrira tout d'abord deux types de générateurs d'impulsions, connus, représentés aux figures 2 et 4, de façon I1 3 2475738 à mieux mettre en évidence les caractéristiques des détecteurs de rotation selon l'invention. Selon les figures 1, 2, un premier type d'un généra- teur d'impulsions, connu, comporte une bobine 1 enroulée sur un noyau de fer 2 qui est porté par un tambour fixe; un aimant 3 est monté sur un tambour rotatif 6 de façon à passer devant le noyau de fer 2. L'aimant 3 est transféré dans la direction indiquée par la flèche vers une position qui se trouve immé- diatement au-dessus du noyau de fer à bobine 2, à l'endroit o le flux magnétique de l'aimant 3 est regroupé par le noyau de fer 2; on obtient ainsi des impulsions sur les bornes 4, 5 de l'enroulement 1. Dans ce premier type de générateur d'impul- sions, on utilise en général un ensemble de noyaux de fer 2 munis de bobines. Comme cela apparaît le mieux à la figure 2, ce dispositif utilise six aimants 3al- 3a6 disposés sur le fond d'un tambour rotatif 6 ou sur une plaque du fond de façon à être équidistants sur la périphérie extérieure 7, co- axialement à l'axe de rotation du tambour rotatif 6. Un autre aimant 3b est monté sur le tambour rotatif 6 de façon que l'aimant se déplace sur un périmètre intérieur coaxial et correspondant à la périphérie extérieure lors de la rotation du tambour 6. Deux noyaux de fer bobinés c'est-à-dire un premier noyau 2a1 muni d'une bobine la1 et un second noyau de fer 2a2 muni d'une bobine la2 sont placés sur un tambour fixe (non représenté) de façon que les noyaux de fer 2a1 et 2a2 soient situés en regard de l'aimant 3 lorsque le tambour 6 tourne. Ainsi les deux noyaux de fer 2al, 2a2 se trouvent sur la même périphérie 7 que celle décrite par la rotation des aimants extérieurs 3a -3a6. Par ailleurs, un autre noyau de fer 2b muni d'un enroulement lb se trouve sur la périphérie coaxiale, inté- rieure de sorte que le noyau de fer 2b soit situé en regard de l'aimant intérieur 3b lorsque le tambour 6 tourne. Lorsque le tambour 6 tourne, les aimants 3 tournent devant le noyau de fer 2al, bobiné; selon la figure 3A, l'en- roulement la1 fournit une impulsion chaque fois que chacun des aimants 3al-3a6 passe sur le noyau de fer 2al. De même, lors- que le tambour rotatif 6 continue de tourner en passant sur le second noyau de fer bobiné 2a2 qui suit le premier noyau de fer bobiné 2al, chacune des impulsions supplémentaires 10 4 2475738 (figure 3B) est engendrée par le passage de chacun des aimants 3ai-3a6. Ainsi chacun des aimants 3ai-3a6 peut fournir chacune des impulsions 9 et 10 avec une différence de temps t décrite ultérieurement, à chaque passage sur les noyaux de fer bobinés 2a1 et 2a2. Cette différence de temps t correspond à la durée nécessaire à l'aimant de la périphérie extérieure, pour aller du noyau de fer bobiné 2a1 au second noyau de fer bobiné 2a2, lors de la rotation du tambour 6 dans le sens indiqué par la flèche. Par ailleurs, l'enroulement lb prévu sur le noyau de fer 2b génère seulement une impulsion (figure 3C) chaque fois que le tambour 6 tourne d'un angle de 3600. Ainsi l'aimant 3b de la périphérie coaxiale intérieure passe seulement une fois lorsque le tambour rotatif 6 effectue une rotation complète. Il est à remarquer que la différence de temps t entre la première et la seconde impulsions 9, 10 correspond à la vitesse de rotation du tambour 6 et l'impulsion 11 représente la phase de rotation du tambour rotatif 6. Selon les figures 4, 5, le second type de généra- teur d'impulsions est tel qu'un noyau de fer portant de façon générale la référence 14, et ayant une forme de U, carré au niveau de l'extrémité libre 14a du barreau, avec une bobine 12, l'autre partie de barreau libre 14b comportant un aimant de polarisation 13; la culasse 15 portée par le tambour 6 passe sur la branche de noyau bobinée 14a lorsque le tambour tourne. Dans ce montage, on obtient une impulsion dont la forme est représentée à la figure 3, à chacune des bornes 16, 17 des enroulements 12 lorsque les culasses correspondantes 15 passent sur la branche de noyau de fer 14a, le flux de l'aimant 13 étant regroupé par la culasse 15 de façon à augmenter le flux traversant le noyau de fer 14. Selon la figure 5, le tambour rotatif 6 reçoit sur une même périphérie extérieure, six culasses 15a1-15a6 sur la surface inférieure du tambour, de façon équidistante, ainsi qu'une culasse 15b sur une autre circonférence, coaxialement à l'intérieur. Une paire de noyaux de fer bobinés 14 formée d'un premier noyau de fer 14a1 muni d'un bobinage 12a1 et d'un second noyau 14a2 muni d'un bobinage 12a2, sont disposés à une distance prédéterminée, pour être en regard de la culasse 15 lorsque le tambour 6 tourne. Un troisième noyau de fer bobiné 14b muni d'une bobine l2b est prévu sur la périphérie coaxialement à 2475738 l'intérieur de façon à être en regard de la troisième culasse intérieure 15b lorsque le tambour 6 tourne. Lorsque les noyaux de fer 14al, 14a2, 14b comportent chacun un aimant 13, on obtient dans les enroulements 12a1, 12a2, 12b, des impulsions 9, 10, 11 comme celles représentées respectivement aux figures 3A, 3B et 3C. Le détecteur de rotation selon l'invention sera décrit ci-après à l'aide de la figure 6 qui montre un mode de réalisation; à cette figure, les parties analogues à celles des figures 2 et 5 portent les mêmes références numériques dans la mesure o les fonctions sont identiques; une nouvelle description de ces éléments ne sera pas faite dans un but de simplification. Selon la figure 6, le tambour rotatif 6 comporte sur sa surface inférieure, un aimant 3 et cinq culasses 15a 1 a5 de façon qu'elles soient situées à une distance prédéter- minée l'une par rapport à l'autre sur une même périphérie 7 du tambour rotatif 6. Un tambour fixe (non représenté) se trouve en regard de la surface inférieure du tambour rotatif 6 et à une certaine distance de celui-ci. Le tambour fixe est prévu à une certaine distance d'un noyau de fer 2 muni d'un enroule- ment 1 et d'une paire de noyaux de fer à enroulement portant de façon générale la référence 14. Le premier noyau de fer à enroulement est constitué par un enroulement 1 réalisé sur le noyau de fer 2 (figure 1) et la paire de noyaux de fer munis d'enroulements 14 c'est-à-dire le premier noyau de fer 14al et le second noyau de fer 14a2 portent les enroulements 12a1, 12a2 comme cela est représenté à la figure 4. Les noyaux de fer 2, 14 munis d'un enroulement sont prévus de façon à être tournés vers l'aimant 3 et que les culasses portant de façon générale la référence 15 se trouvent sur les mêmes périphéries lors de la rotation du tambour 6. Selon la figure 6, lorsque le tambour 6 tourne dans le sens indiqué par la flèche, l'aimant 3 et les culasses 15 tournent en même temps que le tambour 6 en décrivant la périphérie 7 autour de l'axe de rotation du tambour 6. Pendant la rotation du tambour 6, l'aimant 3 et les culasses 15 passent sur les premier et second noyaux bobinés 14al, 14a2 et don- nent des signaux impulsionnels 9, 12 dont les formes sont repré- sentées aux figures 3A, 3B; ces signaux sont respectivement 6 2475.738 fournis par les enroulements 12al, 12a2. Ainsi, le premier noyau de fer bobiné 14a fournit chacune des premières impul- sions 9 (figure 3A) chaque fois que l'aimant 3 et les culasses a1-15a5 passent sur ce noyau. L'intervalle entre les impul- sions adjacentes 9 correspond à la différence de temps néces- saire aux éléments adjacents de donner les impulsions adjacentes 9 en passant sur le noyau de fer bobiné 14al. Lorsque le tam- bour 6 décrit un angle de 360 , l'enroulement 12a1 fournit une courbe de six impulsions 9 (figure 3A). De même, l'enroulement 12a2 prévu sur le noyau de fer 14a2 fournit la courbe d'impul- sions 10 lorsque l'aimant 3 et les culasses 15a1-15a5 passent sur l'enroulement 12a2. L'impulsion 10 est en retard par rap- port à l'impulsion 9, suivant une différence de temps t selon la figure 3C; cela peut se définir comme étant la durée néces- saire à l'un des aimants 3 et des culasses 15a1-15a2 donnant l'impulsion 9 correspondante pour passer sur le premier enrou- lement 12a2 qui suit le premier enroulement 12a. Ainsi, lors- que le tambour rotatif 6 effectue une rotation complète, on obtient une courbe à six impulsions 10 avec une différence de temps t par rapport aux impulsions correspondantes 9. Par ailleurs, lorsque l'aimant 3 passe sur l'enrou- lement 1 porté par le noyau de fer 2, ce noyau 2 muni de son enroulement fournit une impulsion 11 (figure 3C). Ce noyau 2 est également réalisé de façon à ne fournir aucune impulsion lors du passage des culasses 15. Ainsi le noyau de fer 2 fournit seulement une impulsion 11 telle que celle de la figure 3C lors- que le tambour rotatif 6 effectue une rotation complète. Selon l'invention, il n'est pas nécessaire de réaliser le noyau de fer 2 pour qu'il corresponde à la phase de l'impulsion 11 si bien que l'impulsion 10 apparaît après chaque groupe de six im-- pulsions dans la courbe de la figure 3B, bien que le mode de réalisation de la figure 6, selon l'invention donne un exemple dans lequel la phase de l'impulsion 11 correspond à chaque sixième impulsion 10 de la figure 3B. L'enroulement 1 et le noyau 2 peuvent être positionnés à des endroits différents de celui de la figure 6. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir un positionnement précis selon l'invention pour les pièces engen- drant des impulsions; cela est très avantageux pour le montage et la réalisation, par rapport au dispositif connu de générateur d'impulsions classique. Selon un autre exemple de l'invention, 7 2475738 le nombre d'aimants 3 et de noyaux bobinés 2 peut être augmenté; de même, on peut augmenter ou diminuer le cas échéant le nombre de culasses 15 et de noyaux de fer bobinés 14. La description ci-dessus de différents modes de réalisation montre que le détecteur de rotation de l'invention présente l'avantage d'une conception et d'un montage faciles et simples car il n'est plus nécessaire de monter des pièces sur la périphérie coaxialement à l'intérieur, à l'endroit o les générateurs d'impulsions classiques nécessitent le montage de pièces comme cela a déjà été mentionné. Un autre avantage des réalisations de détecteurs de rotation selon l'invention est qu'il n'y a pas d'interférence par des fuites de flux magné- tique par rapport à l'aimant intérieur sur l'aimant extérieur ou inversement, et qui se serait engendré par des systèmes connus puisque toutes les pièces peuvent être montées sur la même périphérie. Cela permet d'augmenter le rapport signal/ bruit (S/N) du signal de sortie. Comme les pièces qui seraient selon l'art antérieur montées sur la périphérie coaxiale inté- rieure dans des générateurs d'impulsions connus peuvent être montées sur la périphérie coaxiale extérieure, ce qui corres- pond à une vitesse périphérique plus grande que celle de la périphérie intérieure, on a l'avantage d'obtenir des impulsions plus accentuées et une plus grande précision pour déterminer la vitesse et la phase de rotation quand les pièces se trouvent sur la périphérie intérieure. L'aimant 3 et les culasses 15 peuvent être prévus sur le fond du tambour rotatif 6 par l'intermédiaire d'une pla- que de fond 20 sur laquelle ces pièces sont montées ou fixées comme représenté à la figure 7. Selon la figure 8, pour des procédés connus de fabrication de plaques telles que la plaque de fond 20 ou analogue, lorsque les éléments de plaque ou toute autre pièce appropriés sont comprimés ou fixés avec de la colle sur la plaque de base, on réalise tout d'abord un trou dans la plaque de base à l'aide d'un moyen approprié pour obtenir un trou de forme et de dimensions permettant de recevoir étroite- ment la plaque de base pour son introduction. Les procédures connues nécessitent un certain nombre de phases de travail pour obtenir une plaque telle qu'une plaque de base 20. Les phases comprennent généralement la réalisation d'un trou 22 par la perforation de la plaque de base 21 et la réalisation distincte 8 2-475738 d'un élément en forme de plaque 23 tel qu'un aimant 3 ou une culasse 15, puis en faisant coller cet élément 23 ou en le frettant dans l'orifice 22. Selon ce procédé, il faut respecter de façon stricte les formes et dimensions du trou 22 et de l'élément 23, ce qui entraîne une fabrication longue et déli- cate de cette plaque. Selon les figures 9A, 9B, 9C, on décrira ci-après un procédé de fabrication d'une plaque selon la figure 7, en utilisant à titre d'exemple les phases de fabrication de la pla- que de base 20 pour simplifier la description; il est toute- fois à remarquer que l'on pourrait utiliser tout autre moyen approprié comme plaque de base 20. Selon la figure 9A, on super- pose une feuille d'un matériau 21a constituant une plaque de base 20, sur la surface de base 20. Selon la figure 9A, on super- pose le matériau 23a de la plaque de base 23 sur le matériau 21a de la plaque de base en forme de feuille, pour former la plaque 20 que l'on place à son tour sur une matrice 21 munie d'un orifice 22a correspondant à la forme et à la dimension de l'élément 23 à insérer dans le matériau de la plaque de base. Le matériau 21a de la plaque de base peut être un métal non magnétique tel que de l'aluminium ou analogue; le matériau 23a peut être un métal magnétique tel que du fer, du permalloy ou analogue. Il est préférable que la dureté de l'élément 23a soit supérieure à celle du matériau 21a de la plaque de base. L'épaisseur t1 du matériau 21a de la plaque de base est de préférence pratiquement la même que l'épaisseur t2 du matériau 23a de l'élément de plaque, bien qu'il soit possible d'avoir une différence d'épaisseur entre t1 et t2. La forme et les dimensions de la section de la tige de poinçonnement 25 de la machine à poinçonner (non représentée) sont essentiellement les mêmes que celles de l'élément de plaque 23 à poinçonner, dans le matériau 23a pour l'élément de plaque et le matériau 2la pour la plaque de base. Les dimensions et formes en section de l'orifice 22a sont suffisantes pour assurer le poinçonnement d'une partie 21b du matériau 21a de la plaque de base, pour l'enlever de la matrice 24. Il est préférable que la forme et les dimensions de l'orifice 22a de la matrice 24 soient prati- quement les mêmes ou légèrement inférieures à celles de l'élé- ment de plaque 23b pour remplacer une partie 21b poinçonnée 9 2475738 dans le matériau 2la de la plaque de base, par la force de la partie d'élément de plaque 23b donnée par la tige de poinçon- nement 25. Le procédé perfectionné, décrit ci-dessus offre l'avantage de permettre la fabrication de la plaque de base 20 selon des procédures beaucoup plus simples et avec une préci- sion de dimensions, de formes et de positionnement beaucoup plus grande que les procédés connus décrits ci-dessus. On remarque en outre que ce procédé perfectionné pour la fabrication de la plaque à l'aide d'un autre élément de plaque pressé dans celle-ci, peut s'appliquer à la prépara- tion de plaques telles que celles utilisées dans des généra- teurs d'impulsions classiques ou analogues. Il est également à remarquer que comme le matériau utilisé pour la plaque de base est beaucoup plus dur que celui utilisé pour l'élément de plaque inséré, cet élément de plaque peut étre poinçonné dans le matériau de la plaque de base comme cela vient d'être décrit, pour que l'élément de plaque puisse s'insérer dans la plaque de base de façon habituelle, par exemple en poinçonnant d'abord la plaque de base pour former un trou, puis en frettant et en collant l'élément de plaque dans ce trou. On a toutefois constaté que ce procédé perfectionné présentait encore l'avan- tage que lorsque la plaque telle que la plaque de la surface de base avec des éléments de plaque en des matériaux plus duts que les matériaux de la plaque de base y était pressée en plus d'un élément de plaque en un matériau plus mou que celui de la plaque de base préparée selon le procédé, on pouvait économiser des travaux longs et délicats comme ceux nécessaires dans les procédés connus. 2475738 R E V E N D I C A T I 0 N S ) Détecteur de rotation caractérisé par un moyen rotatif (6) comportant au moins un aimant (3) et au moins plu- sieurs culasses (15), l'aimant (3) et les culasses (15) étant prévus sur un même cercle (7) coaxial à l'axe de rotation du moyen rotatif (6) ainsi qu'un moyen fixe comportant au moins un noyau de fer (2) portant un enroulement (1) et plusieurs noyaux de fer (2) portant chacun un enroulement (1), avec un aimant (13), tous les noyaux de fer (2) étant prévus à une distance prédéterminée l'un de l'autre pour venir en face de l'aimant (3) et des culasses (15) lors de la rotation du moyen rotatif (6). 2 ) Détecteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen rotatif est un tambour rotatif (6) d'un magnétoscope. ) Détecteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen fixe est un tambour fixe d'un magnétoscope. 4 ) Détecteur de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant (3) et les culasses (15) sont montés sur une plaque elle-même prévue sur le fond du tambour rotatif (6(). ) Détecteur de rotation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre d'aimants (3) prévus sur le moyen rotatif est égal à unet le nombre de culasses (15) est égal à cinq. 6 ) Détecteur de rotation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque est la plaque de fond (20) du tambour rotatif (6). 7 ) Détecteur de rotation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque (20) du fond fait corps avec l'aimant (3) et les culasses (15). 8 ) Détecteur de rotation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'aimant (3) et les culasses (15) sont pressés ou frettés dans le matériau de la plaque (20) du fond.