Brevet FR2512555A1 — publié le 19830311

Utilisation d'un capteur électronique pour la mesure de la vitesse instantanée et/ou de la variation instantanée de vitesse d'un mobile avec la mesure de la position. La présente invention a pour objet une utilisation d'un capteur électronique à transformateur différentiel pour la mesure de la vitesse instantanée et/ou de la variation ins- tantanée de vitesse d'un mobile avec la mesure de la position. Les capteurs électroniques à transformateur différentiel sont connus en soi L'un d'eux est représenté en vue à la fig 1 et partiellement et schématiquement à la fig 2 De tels capteurs comportent un boîtier cylindrique 1 à l'inté- rieur duquel coulisse un noyau ferromagnétique 2, en forme de barreau, solidaire d'une tige 3, faisant saillie hors du boîtier 1, et qui constitue l'organe de palpage du capteur. Le noyau ferromagnétique 2 se déplace à l'intérieur d'un enroulement primaire 4, lequel est situé en regard d'un cir- cuit secondaire 5 formé de deux enroulements 5 a et 5 b montés en opposition, qui sont représentés, à la fig 2, comme étant situés en regard de l'enroulement primaire 4 mais qui, dans la réalité, entourent ce dernier. Les capteurs électroniques du type susmentionné servent à la mesure des dimensions ou des positions d'une pièce, à l'instar d'un comparateur mécanique On les utilise en exci- tant l'enroulement primaire 4 du transformateur différentiel à l'aide d'une onde sinusoïdale, les variations de position du noyau magnétique 2 à l'intérieur de l'enroulement primaire 4 amenant une rupture d'équilibre du circuit secondaire 5. L'électronique usuelle de l'appareil non représentée au dessin du fait qu'elle est connue en soi est agencée de façon à démoduler le signal sinusoïdal apparaissant aux bornes de sortie du circuit secondaire 5 et à le transformer en un courant ou tension continu dont la valeur est représen- tative de la position de la tige de palpage 3 et, par consé- quent, de la position ou de la dimension de l'élément ou 2 - pièce avec lequel ladite tige de palpage 3 est en contact. Le but de la présente invention est de permettre une nouvelle utilisation d'un tel appareil moyennant une simple modification de la manière dont on l'excite, ceci pour la connaissance de la vitesse instantanée, et de la manière dont on traite les informations relatives à la vitesse, ceci pour la connaissance de la variation instantanée de cette dernière. Cette nouvelle utilisation d'un capteur électronique est définie dans la-description qui va suivre. Le dessins illustre, mises à part les figs 1 et 2 qui représentent le capteur connu, le mode d'utilisation de l'appareil objet de l'invention. La fig 3 est un graphique du courant d'excitation du capteur et de la première'dérivée du train d'impulsions apparaissant à la sortie du circuit secondaire de son trans- formateur différentiel; - La fig 4 illustre schématiquement l'électronique du capteur permettant la mesure des variations instantanées de la vitesse du mobile. En vue de la mesure de la vitesse instantanée et/ou de la variation instantanée de vitesse d'un mobile, on solidari se la tige 3-du capteur avec ledit mobile de façon que ladite tige suive les déplacements de celui-ci. On applique à l Lenroulement primaire 4 du capteur non plus une onde sinusoidale, comme dans l'utilisation usuelle du capteur, mais une onde triangulaire, illustrée par la courbe a de la partie A de la fig 3 La première dérivée Ge l'onde d'excitation apparaît aux bornes du circuit secondaire Lorsque la tige 3 est immobile, cette-dérivée a l'aspect de la courbe b de la partie B de la fig 3, c'est-à-dire ap- parait sous forme d'impulsions rectangulaires toutes de même amplitude Les déplacements du mobile et, par conséquent, de la tige 3 et du noyau ferromagnétique 2 du capteur, pro- duisent des variations à-la sortie du circuit secondaire 5 qui se traduisent par des variations d'amplitude sur certai- nes alternances de la courbe b, indiquées en b' et b" à la fig 3. On effectue alors des prélèvements successifs d'informa- -3- tions, en phase avec les courbes a et b, à une période de l O a microsecondes par exemple, sur une des phases de la cour- be b, relatifs à l'amplitude de chacune des alternances dans cette phase Dans l'exemple représenté, ces prélèvements indiqués par les références bl, b%, et b'tl se font sur la phase negativ P deq impulsions, mais ils pourraient tout aussi bien être effectués sur la phase positive, voire sur les deux phases Il convient seulement de veiller à ce que la période séparant deux prélèvements d'informations soit parfaitement constante. Les amplitudes mesurées sont représentatives de la posi- tion du mobile à l'instant de chaque prélèvement, donc de sa position instantanée. La différence des amplitudes entre deux mesures consécu- tives, indiquée par Q mesures Si le temps qui s'écoule entre les différentes me- sures est constant, cette différence est directement repré- sentative de la vitesse instantanée du mobile, c'est-à-dire de sa vitesse pendant le laps de temps séparant deux mesures. Il suffit de prévoir l'électronique de l'appareil telle qu'elle soit apte à effectuer les différences de ces dif- férences, à l'aide de mémoires, comme le montre la fig 4, pour que les informations ainsi traitées ne soient plus l'image de la vitesse instantanée du mobile, mais de la va- riation instantanée de cette vitesse, c'est-à-dire l'accélé- ration ou la décélération du mobile. Il est à remarquer qu'avec l'excitation au moyen d'une onde triangulaire et avec des prélèvements d'informations synchrones, le résultat des mesures est beaucoup moins sensible aux erreurs de déphasage que cela ne serait le cas avec une excitation au moyen d'une onde sinusoidale. La nouvelle utilisation du capteur électronique présen- tera des applications nombreuses et diverses, aux robots, aux machinesoutils ou aux machines de chantier, par exemple, applications dans lesquelles les informations de sortie de l'appareil pourront être utilisées directement, par un -4- asservissement, pour servir à la commande du mouvement du mobile, ce qui permettra de régler la vitesse de déplacement de celui-ci selon tout programme désiré, en particulier en fonction de la position instantanée qu'il occupe. Parmi les particularités d'applications de la présente utilisation, il est intéressant de relever que cette der- nière permet d'arrêter la marche d'un mobile asymptotique- ment, ce qui permettra de le faire tendre vers une position déterminée qu'il atteindra à vitesse nulle, contrairement aux modes de commande dans lesquels c'est l'arrivée du mo- bile dans une position donnée qui déclenche le processus d'arrêt de sa marche, avec toutes les imprécisions qui en découlent. 12555 -5- Revendications 1 Utilisation d'un capteur électronique à transforma- teur différentiel pour la mesure de la position et de la vitesse instantanée d'un mobile, caractérisée par le fait qu'on solidarise l'organe de palpage du capteur et le mobile, excite le capteur à l'aide d'une onde de courant triangulaire, de façon que la première dérivée de cette onde, qui apparaît à la sortie du circuit secondaire du capteur, se présente sous forme d'une onde rectangulaire, puis prélève periodi- quement une information relative à l'amplitude de ladite onde rectangulaire, les valeurs mesurées étant représenta- tives de la position instantanée du mobile, de telle sorte que la différence des valeurs mesurées apparaissant entre deux mesures indique la variation de position du mobile qui s'est produite dans le temps séparant lesdites deux mesures et soit, par conséquent, représentative de la vitesse ins- tantanée du mobile. 2 Utilisation d'un capteur électronique à transforma- teur différentiel pour la mesure de la variation instantanée de vitesse (accélération ou décélération) d'un mobile, en combinaison avec la mesure de la position et de la vitesse, caractérisée par le fait qu'on solidarise l'organe de palpa- ge du capteur et lemobile, excite le capteur à l'aide d'une onde de courant triangulaire, de façon que la première dérivée de cette onde, qui apparaît à la sortie du circuit secondai- re du capteur, se présente sous forme d'une onde rectangulai- re, puis prélève périodiquement une information relative à l'amplitude de ladite onde rectangulaire, les valeurs mesu- rées étant représentatives de la position instantanée du mobile, de telle sorte que la différence des valeurs mesu- rées apparaissant entre deux mesures indique la variation de position du mobile qui s'est produite dans le temps séparant lesdites deux mesures et soit, par conséquent, représentative de la vitesse instantanée du mobile, et par le fait qu'on calcule électroniquement les différences entre les vitesses, correspondant à des positions différentes du mobile, ces différences étant représentatives de la variation instanta- née de vitesse du mobile.