Brevet FR2785054A1 — publié le 20000428

Capteur pour la mesure de la vitesse et du sens de rotation d'une pièce rotative. La présente invention concerne un capteur pour la mesure de la vitesse de rotation d'une pièce rotative par l'intermédiaire d'un aimant monté sur ladite pièce et permettant également la détermination du sens de rotation. Ce type de capteur est en général utilisé dans des dispositifs de mesure tels que, par exemple, des compteurs pour liquides o l'on cherche à déterminer le nombre de révolutions effectuées par une pièce interposée dans le flux du liquide à mesurer et animée d'un mouvement de rotation sous l'effet dudit flux. Il est ainsi courant de mettre en place, sur la pièce en rotation, un aimant permanent associé à un interrupteur à lame souple (ILS) disposé fixe à proximité dudit aimant. Un interrupteur a lame souple présente la faculté de fermer un contact électrique lorsqu'il est polarisé selon son axe par un champ magnétique dont l'intensité atteint le seuil de fermeture et ce contact s'ouvre à nouveau si le champ magnétique atteint le seuil d'ouverture, le seuil d'ouverture étant bien entendu inférieur au seuil de fermeture. Un interrupteur à lames souples présente donc une hystérèsis. Un tel ensemble permet donc, avec un composant passif peu onéreux tel que l'aimant en rotation, une mesure de la rotation d'une pièce pour un coût global très avantageux et en consommant une énergie électrique minimale ou nulle. Un tel ensemble peut en outre fonctionner dans un environnement relativement sale et peut également fonctionner dans des structures o des matériaux non magnétiques s'interposent entre l'aimant et l'interrupteur à lames souples, tels que par exemple une paroi de boîtier. De manière à obtenir un capteur ne présentant qu'une seule fermeture du contact électrique au cours d'une révolution de l'aimant associé à la pièce tournante, il est connu de placer à proximité de l'interrupteur à lame souples un second aimant permanent fixe de polarisation de telle sorte que la valeur moyenne de l'intensité du champ magnétique total se situe au milieu de l'hystérèsis. Bien que ce dernier ensemble présente un coût de revient peu élevé, il est peu exploité par rapport à l'ensemble sans aimant de polarisation. En effet, de tels capteurs ne permettent pas de déterminer le sens de rotation de l'aimant. Ainsi, si on associe à l'aimant permanent associé à la pièce en rotation un totalisateur mécanique capable de s'incrémenter d'une unité pour une révolution complète dans un sens et de se décrémenter d'une unité pour une révolution complète en sens inverse, il n'est pas possible de suivre électroniquement cet index mécanique en exploitant les capteurs décrits ci-dessus. La présente invention a donc pour but de proposer un capteur pour la mesure de la rotation d'une pièce rotative, et permettant de déterminer également le sens de rotation de la pièce. A cet effet, l'invention a pour objet un capteur pour la mesure de la vitesse et du sens de rotation d'une pièce rotative, du type comportant un aimant permanent monté sur la pièce rotative dit tournant et au moins un interrupteur à lames souples disposé dans le champ magnétique de l'aimant permanent tournant, caractérisé en ce qu'il comporte un second interrupteur à lames souples placé également dans le champ magnétique de l'aimant tournant, les deux interrupteurs à lames souples définissant entre eux un angle a supérieur à 0O et inférieur ou égal à 90'. Ainsi de manière avantageuse, les interrupteurs à lames souples du capteur selon l'invention étant montés non parallèles l'un à l'autre, et dans le champ magnétique de l'aimant tournant, ils génèrent deux signaux en quadrature permettant de déterminer le sens de rotation dudit aimant tournant d'une manière simple. De préférence, l'angle a, défini par les deux interrupteurs à lames souples se situe dans la plage [45'-90'] et, de préférence, [60 -90 ]. Un capteur selon l'invention permet donc de mesurer la vitesse de rotation d'une pièce rotative ainsi que le sens de rotation de ladite pièce. Selon une forme de réalisation préférée, à chaque interrupteur à lames souples est associé un aimant permanent servant à sa polarisation. Une telle forme de réalisation permet non seulement d'obtenir une reproductibilité et une industrialisation simples, en particulier lorsque l'élément sensible travaille autour de son point d'équilibre comme les montages dits en pont, et offrant une stabilité des performances du capteur, mais il offre également une possibilité de miniaturisation simple ainsi qu'un coût de revient faible tout en autorisant une production en quantité peu élevée. De préférence, on utilise des interrupteurs à lames souples à faible hystérèsis de telle sorte qu'une fois polarisés par leur aimant permanent respectif, ils présentent une bonne sensibilité au champ magnétique de l'aimant permanent associé W à la pièce rotative. On obtient ainsi un capteur dont l'architecture offre une bonne sensibilité, ce qui permet de positionner ledit capteur relativement éloigné de l'aimant permanent associé à la pièce rotative comme cela peut être nécessaire lorsqu'un tel capteur est mis en place dans un dispositif de mesure tel qu'un compteur d'eau. De préférence, l'axe des interrupteurs à lames souples ainsi que l'axe de leur aimant permanent associé, lorsque c'est le cas, sont situés dans un même plan. Dans ce cas, l'axe de rotation de l'aimant permanent tournant associé à la pièce rotative peut être, de préférence, perpendiculaire audit plan. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin en annexe dans lequel la figure 1 représente une vue en plan d'un exemple de réalisation d'un capteur selon l'invention. Le capteur selon l'invention est destiné à mesurer la rotation et à déterminer le sens de rotation d'une pièce rotative ou entrainable en rotation. Le capteur est donc constitué d'un aimant permanent 1 fixé à la pièce dont on souhaite mesurer la vitesse et le sens de rotation. Dans le champ magnétique de cet aimant permanent 1, on met en place deux interrupteurs à lames souples (ILS) 2 et 3 auxquels on associe respectivement un aimant permanent 4, 5 polarisant lesdits interrupteurs à lames souples 2 et 3. De cette manière, on a une seule ouverture du contact par révolution de la pièce tournante et donc de l'aimant 1, la valeur moyenne de l'intensité du champ magnétique total vu par chaque interrupteur à lames souples se situant au milieu de l'hystérèsis de chaque interrupteur à lames souples 2 et 3. Les interrupteurs à lames souples 2 et 3 sont disposés perpendiculaires l'un à l'autre, l'angle a étant donc de 90 dans l'exemple décrit et leurs axes étant dans le même plan. Les interrupteurs 2, 3 dans cette disposition génèrent deux signaux en quadrature quasi parfaits. Les aimants permanents 4 et 5 ont leur axe s'étendant dans le même plan que celui des interrupteurs à lames souples 2 et 3 auxquels ils sont associés, l'aimant 4 s'étendant parallèle à l'interrupteur à lames souples 2 et l'aimant 5 s'étendant dans le prolongement de l'interrupteur à lames souples 3. Ce positionnement des aimants 4 et 5 est déterminé en fonction de la polarisation des interrupteurs à lames souples 2, 3 et de manière que l'aimant 4 de l'un 2 des interrupteurs à lames souples ne perturbe pas l'autre interrupteur à lames souples 3. 3( L'aimant 1 monté sur la pièce tournante présente un axe de rotation 6 perpendiculaire au plan dans lequel sont mis en place les interrupteurs à lames souples et leurs aimants associés. REVENDICATIONS 1. Capteur pour la mesure de la vitesse et du sens de rotation d'une pièce rotative du type comportant un aimant permanent (1) monté sur la pièce rotative dit tournant et au moins un interrupteur à lames souples (2) disposé dans le champ magnétique de l'aimant permanent tournant (1), caractérisé en ce qu'il comporte un second interrupteur à lames souples (3) placé également dans le champ magnétique de If l'aimant tournant (1), les deux interrupteurs à lames souples (2, 3) définissant entre eux un angle x supérieur à 0O et inférieur ou égal à 90. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle a, défini par les deux interrupteurs à lames souples, se situe dans la plage [45 - ]. 3. Capteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'angle E se situe dans la plage [60'- ]. 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les interrupteurs à lames souples (2, 3) ont une faible hystérèsis. 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les axes des interrupteurs à lames souples (2, 3) s'étendent dans un même plan. 3o 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'axe de rotation de l'aimant permanent tournant (1) est perpendiculaire audit plan. 7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, à chaque interrupteur à lames souples (2, 3), est associé un aimant permanent (4, 5) le polarisant. 8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les axes des aimants permanents (4, 5) s'étendent dans le même plan que celui des axes des interrupteurs à lames souples (2, 3). 9. Capteur selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les axes des interrupteurs à lames souples (2, 3) s'étendent dans un même plan, l'angle a étant de 90 , l'un des aimants permanents (4) s'étendant dans le même plan parallèlement à l'interrupteur à lames souples (2) et l'autre aimant permanent (5) s'étendant dans le même plan dans le prolongement de l'interrupteur à lames souples (3) auquel il est associé, l'axe de rotation (6) de l'aimant permanent tournant (1) étant perpendiculaire audit plan.