Brevet FR2644240A1 — publié le 19900914

Capteur inductif de position angulaire L'invention concerne un capteur inductif de position angulaire d'un arbre solidaire d'un rotor cylindrique tournant dans un stator à circuits magnétiques bobinés.Un indicateur de position électromécanique connu comporte deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre dans une direction prédéterminée. L'une de ces parties ou rotor est munie d'un enroulement primaire agencé de telle manière que, lorsqu'il est alimenté avec un courant alternatif, il engendre un flux magnétique alternatif sensiblement normal à ladite direction de mouvement, ce flux magnétique variant au moins dans ladite direction d'une manjère prédéterminée. L'autre partie ou stator est munie d'au moins deux enroulements de détection décalés entre eux dans ladite direction. Ces enroulements de détection détectent le flux magnétique régnant dans leurs zones d'étendue respectives. Des dispositifs rotatifs de ce type sont particulièrement utiles pour mesurer des angles. Un dispositif de ce genre est le résol- veur, qui comporte deux enroulements de détection en quadrature. Un autre dispositif de ce genre est le zynchrodétecteur qui comporte trois enroulements décalés angulairement entre eux de 1200. Les résolveurs et les synchrodétecteurs sont normalement utilisés pour transmettre des données représentant der angles dSun disposi- tif d'émission à un dispositif de réception. On peut obtenir une transmission angulaire continue bien que ces appareils puissent également Itre utilisés en tant que dispositifs de mesure d'angle. De tels dispositifs de mesure d'angle peuvent être utilisés pour mesurer des angles avec le degré de précision voulue, par exemple dans des appareils de pointage ou de visée pour armes à feu, etc. Le couplage entre l'enroulement du rotor (inducteur) et l'enroule- ment du stator (induit) induit une grandeur sinusoïdale reprXsen- tative de l'angle de rotation du rotor par rapport au stator. Lorsque le rotor est alimenté par un courant de la forme i + I cos wt dans lequel W est la pulsation de l'exitation, les tensions aux bornes des enroulements du stator dun résolveur sont U1 - kI cos Wt x sin a U2 - kI cos Wt x cos a et d'un synchrodetecteur U1 = ki con Wt. sin a U2 = kI cos Wt. sin Des circuits de traitement spécialisés permettant l'obtention de la valeur numérique de l'angle a qui mesure la position angulaire du rotor par rapport au stator. L'invention a pour objet un capteur inductif de position angulaire dans lequel l'agencement du rotor permet la mesure de la valeur absolue de l'angle &alpha;. Conformément à l'invention le rotor réalisé en un matériau ferromagnétique est associé à des moyens de variation de l'entrefer e formé entre le rotor et les circuits magnéti- ques bobinés du stator au cours de la rotation du rotor. Dans le capteur ainsi réalisé la tension ae bornes de chaque circuit magnétique bobiné varie périodquement au cours de la rotation du rotor et est de la forme ut = k I cos Wt x + (B; e) dans laquelle a mesure la position angulaire de l'arbre. Des modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits en référence au dessin annexé dans lequel les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques du capteur comportant un rotor ferromagnéti que cylindrique tournant autour d un axe excentré tournant a l'intérieur d'un stator comportant 2 ou 3 circuits magnétiques bobinés sur des pots en ferrite. Les figures 3 et 4 sont des représentations schématiques du capteur comportant un rotor dont la face avant possède un mouvement de nutation devant les circuits magnétiques bobinés. La figure 5 est une représentation schématique vue de face d'un rotor tournant dans un stator porteur de circuits magnétiques bobinés en deux parties. En référence des figures, 1 désigne l'arbre tournant portant le rotor 2 cylindrique. Le rotor 2 tourne a l'intérieur d'un stator qui porte un certain nombre de circuits magnétiques 3 portant un bobinage 4. A la figure 1 le stator porte deux circuits disposés radialement à 90 . A la figure 2 le stator porte trois circuits disposés à 1200. Le rotor 2 possède un axe de révolution A et un axe de rotation B parallèles dans le but de réaliser au cours de la rotation une variation continue de l'entrefer e. Selon les figures 3 et 4 le rotor 2 possède une face avant 20 en matériau ferromagnétique qui présente une inclinaison e sur son axe de rotation B confondu dans le cas présent avec l'axe de révolution A. Au cours de la nutation de la face 20, entrefer axial e entre la ladite face et le plan P des circuits bobinés 3, 4 varie. Les circuits magnétiques au nombre de 2 ou 3 réalisés de manière conventionnelle sont fixés dans le stator et sont équidistants radialement par rapport à l'axe A,B. La figure 5 illustre schématiquement la face avant du stator et du rotor. Les circuits bobints 4, 4 sont divisés de manière à favorizer la mesure différentielle de la position angulaire de l'axe B. REVENDICATIONS 1 / Capteur inductif de la position angulaire d'un arbre (1) solidaire d'un rotor (2) cylindrique tournant dans un stator a circuits magnétiques bobinés (3 - 4), caractérisé par le fait que le rotor (2) réalisé de manière en soi connue en un matériau ferromagnétique est associé à des moyens de variation de l'entre- fer "e" formé entre le rotor (2) et les circuits magnétiques bobinés en cours de la rotation du rotor. 2 / Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de variation de l'entrefer est constitué par le montage excentré de l'axe (B) de rotation du rotor par rapport à l'axe (A) de révolution de ce dernier. 3 J Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de variation de l'entrefer est généré par le mouvement de nutation de la face avant du rotor autour de l'axe de rotation de dernier et devant les circuits magnétiques bobinés (3,4) radial en ment équidistants. 4 / Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé par le fait que chaque circuit bobiné est en deux parties favorisant la mesure différentielle de la position angulaire.