Brevet FR2718853A1 — publié le 19951020

La présente invention concerne un détecteur de proximité inductif du type comportant une bobine de détection d'objets métalliques faisant partie d'un circuit oscillant, un oscillateur excitant le circuit oscillant sous une fréquence constante, un circuit de traitement du signal engendré par le circuit oscillant et un circuit de sortie, ainsi qu'un dispositif pour accorder la fréquence du circuit oscillant avec la fréquence de roscilateur. Dans un tel détecteur, il est souhaitable d'accorder la fréquence du circuit oscillant sur celle de roscillateur pour disposer crd'une bonne sensibilité de détection. Si ron choisit de régler la fréquence propre du circuit oscillant en faisant varier la capacité de ce circuit, la latitude de réglage est limitée par le fait que les composants disponibles actuellement - capacités variables ou diodes semiconductrices à capacité variable - n'offrent à ce jour que des faibles plages de variation, de rordre de quelques centaines de pF. L'écart relatif en fréquence qu'il est possible d'obtenir est donc très réduit, à moins d'utiliser des capacités de volume rédhibitoire. Il est possible d'interposer entre roscillateur et le circuit oscillant un diviseur de fréquence. Cette solution est cependant d'autant moins souple que la précision de réglage nécessaire est grande. En outre, pour obtenir le degré de réglage souhaité, elle requiert une fréquence très élevée, dornc des composants rapides; la réalisation en est par conséquent onéreuse. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients par recours à une solution simple et à large plage de réglage, bien adaptée aux détecteurs de proximité inductifs. Selon rinvention, le dispositif d'accord est un amplificateur disposé en parallèle au circuit oscillant, de manière à recevoir sur une entrée le signal de tension de celui-ci; ramplificateur étant bouclé à raide d'une impédance inductive ou capacitive et comprenant des moyens de réglage de gain pour accorder la fréquence du circuit oscillant sur celle de roscillateur. De préférence, le signal de tension du circuit oscillant est appliqué à une entrée de l'amplificateur parallèle de réglage via un étage suiveur en tension. On étalonne ainsi aisément le détecteur de proximité par réglage d'une simple résistance propre à un circuit simple et bien adapté au détecteur. De plus, la variation de l'impédance du dispositif d'accord, vue de rentrée, peut s'effectuer en tant que multiple de la valeur de rimpédance réactive de bouclage. La description va être faite à présent d'une forme d'exécution de l'invention, en regard des dessins annexés. 2 2718853 - La figure 1 est un schéma de principe d'un détecteur de proximité équipé du dispositif d'accord conforme à l'invention. - La figure 2 montre un mode de réalisation du dispositif d'accord. Le détecteur de proximité illustré sur la figure 1 est de type inductif et comprend un oscillateur 10 à fréquence fixe F, par exemple imposée par un quartz ou un résonateur céramique, ainsi qu'un circuit oscillant ou résonnant 11 de fréquence propre FLC constitué par la mise en parallèle d'une capacité C et d'une inductance L Une borne du circuit oscillant est reliée d'une part à roscillateur via une impédance de découplage 12, d'autre part à un dispositif d'accord 13 et à un circuit de traitement 14 du signal engendré par le circuit oscillant; celui-ci est suivi d'un circuit de sortie 15 lui- même susceptible d'être relié à une source d'énergie (réseau de distribution) et à une charge par des bornes de connexion 16. Lorsqu'un objet métallique approche de la bobine L du circuit oscillant, le signal sinusoïdal de tension VLC engendré par celui-ci est modifié et cette modification est prise en compte par les circuits 14 et 15 pour alimenter ou désalimenter la charge. Le dispositif d'accord 13 a pour but de permettre le réglage de la fréquence FLC du signal du circuit oscillant pour ramener à la valeur F ou à une valeur déterminée suffisamment proche de F pour conférer au détecteur la sensibilité recherchée. Le dispositif d'accord 13 est disposé en parallèle au circuit oscillant et comprend (figure 1) un amplificateur linéaire inverseur 17 muni de moyens de réglage de gain 18 et dont la sortie est bouclée sur rentrée au moyen d'une impédance inductive ou capacitive 20. Il est aisé de démontrer que par application de l'effet Miller si Zi désigne la valeur de l'impédance d'entrée du dispositif 13 et Z celle de Z l'impédance 20, Zi = 1-,A étant le gain en tension réglable de l'amplificateur. Si l'impédance 20 est une capacité C', la capacité d'entrée Ci du dispositif d'accord 13 est donc égale à (1-A) C' et le dispositif d'accord fonctionne en multiplicateur de L' capacité. Si l'impédance est une inductance L', la self d'entrée L est égale à 1 et le dispositif fonctionne en diviseur d'inductance. Comme le gain A est ajustable par le moyen de réglage 18, l'impédance parallèle Zi est ajustable et permet d'ajuster la fréquence FLC du circuit oscillant à la valeur souhaitée. On a représenté sur la figure 2 un mode de réalisation du dispositif d'accord. L'impédance associée à r'amplificateur est une capacité C', plus simple à 3 2718853 réaliser et intégrer qu'une inductance, vue du circuit oscillant avec la valeur Ci = (1-A) C'. Un étage suiveur en tension 21 est disposé entre le point de bouclage 22 de la capacité C' et rentrée 23 de ramplificateur inverseur linéaire 17. Cet étage suiveur, constitué par tout circuit connu, évite d'altérer le coefficient de qualité du circuit oscillant Lc en accroissant rimpédance d'entrée de ramplificateur 17 tout en conservant sensiblement la valeur VLC du signal engendré par le circuit oscillant La valeur de la capacité C' et la plage de réglage du gain A sont fonction de l'intervalle et de la finesse de réglage souhaités. L'accord de la fréquence du circuit oscillant est ainsi de mise en oeuvre très souple; l'ajustage qui en résulte peut être très précis et stable grâce aux valeurs de gain très élevées de l'amplificateur opérationnel et à l'utilisation de composants - résistance et capacité - à faible dérive; ces composants sont banaux et faciles à intégrer. La plage de variation obtenue est très grande; en effet, la capacité de bouclage étant assez élevée, par exemple de rordre du nF, du fait que l'on opère à fréquence assez basse, la capcité Ci vue de l'entrée est un multiple de cette capacité de bouclage et peut varier de O à quelques centaines de nF. L'amplificateur, décrit sous la forme d'un amplificateur opérationnel, peut aussi être un amplificateur à transistors. 4 2718853 REVENDICATIONS 1. Détecteur de proximité inductif comportant une bobine de détection d'objets métalliques faisant partie d'un circuit oscillant, un oscillateur excitant le circuit oscillant sous une fréquence constante, un circuit de traitement du signal engendré par le circuit oscillant et un circuit de sortie, ainsi qu'un dispositif pour accorder la fréquence du circuit oscillant avec la fréquence de roscillateur, caractérisé par le fait que: - le dispositif d'accord (13) est un amplificateur (17) disposé en parallèle au circuit oscillant (11), de manière à recevoir sur une entrée le signal de tension (VLC) de celui- ci, - I'amplificateur étant bouclé à l'aide d'une impédance inductive ou capacitive (20) et comprenant des moyens de réglage de gain (18) pour accorder la fréquence (FLC) du circuit oscillant sur celle (F) de l'oscillateur. 2. Détecteur de proximité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal de tension (VLC) du circuit oscillant (11) est appliqué à une entrée de l'amplificateur parallèle de réglage (17) via un étage suiveur en tension (21).